Как правило, в новые или прошедшие капитальный ремонт трансформаторы заливается свежее или восстановленное (отвечающее всем требованиям) трансформаторное масло. Масло, прибывшее вместе с трансформатором, проверяется по первым шести показателям, приведенным в табл. 3.1. Масло, прибывшее с нефтеперегонного завода или базы централизованного хранения нефтепродуктов, проверяется по всем показателям табл. 3.1.
Масло, предназначенное к заливке в трансформаторы, при необходимости дополнительно очищается, обезвоживается и дегазируется.
Очистка от примесей, находящихся в нерастворенном состоянии (воды, шлама, угля, волокна и т.п.) может осуществляться путем отстоя масла, центрифугирования, фильтрования и сушки. Для очистки масла от эмульгированной воды используются маслоочистительные установки серий ПСМ и СМ (табл. 3.2).
Очистка заключается в основном в удалении из масла механических примесей и шлама, при этом из него удаляется и определенное количество влаги. Очистка масла производится в два этапа. На первом этапе из масла удаляются взвешенные частицы, обнаруживаемые визуально. Для этой цели используется установка ПСМ-1-3000 или ее новая модификация ПСМ-2-4. Эти установки работают на принципе центрифугирования и называются центрифугами или сепараторами. На втором этапе масло проходит более глубокую очистку с применением фильтр-пресса, где оно очищается фильтрованием. В современных маслоочистительных установках фильтр-пресс (табл. 3.3) является составной частью, последовательно соединенной с центрифугой.
В последнее время для очистки масла от механических примесей используют фильтры герметичной конструкции типа ФГН-30, ФГН-60 и ФГН-120 (табл. 3.4).
Очищенное масло проверяют по методике, сущность которой заключается в определении массы механических примесей, задержанных мембранными лавсановыми фильтрами при фильтрации.
Передвижными установками для очистки масла от механических примесей являются рамные фильтр-прессы ФП-2-3000, ФП-4-4 и ФПР-2,2-315/169 (табл. 3.5). Очевидно, что качество очистки масла от механических примесей во многом определяется видом фильтрационного материала (табл. 3.6).
Таблица 3.2
Характеристики некоторых маслоочистительных установок
Характеристика | Вакуумные | Открытого исполненния | ||
ПСШ-3000 | ПСМ-2-4 | СМ-3000 | СМ-2-4 | |
Производительность, м3/ч | 3 | 4 | 3 | 4 |
Максимальное содержание механических примесей в масле после одного цикла очистки (при исходном содержании механических примесей до 0,08%), %, не более | 0,005 | 0,005 | 0,005 | 0,005 |
Максимальное содержание влаги в масле после одного цикла очистки (при исходном содержании воды до 1% массы), % массы, не более | 0,08 | 0,05 | 0,08 | 0,05 |
Содержание масла в отходах воды, %, не более | 1 | 1 | 1 | 1 |
Температура нагрева масла в электронагревателе, °С | 25 | 35 | 25 | 30 |
Минимальное количество очищаемого масла в час, м3 | 0,22 | 0,3 | 0,22 | 0,3 |
Число разделительных тарелок, шт. | 56 | 88 | 56 | 88 |
Потребляемая мощность, кВт: | 36,0 0,5 41,6 | 5,1 57,6 | 36,0 41,1 | 5,1 57,6 |
Габаритные размеры, мм | 1800х200х х1780 | 1830х1300х х1780 | 1200х1225х х1780 | 1500x1146х х1225 |
Масса, кг | 1100 | 1100 | 710 | 672 |
Таблица 3.3
Характеристики фильтр-прессов разной производительности негерметичной конструкции для очистки масла от механических примесей
Характеристика | Производительность, м3/ч | ||
1,5 | 3,0 | 3 | |
Фильтрующая поверхность, м2 | 0,9 | 1,89 | 2,2 |
Максимально допустимое давление, кПа | 600 | 600 | 600 |
Число рам, шт. | 14 | 14 | 11 |
Число плиток, шт. | 13 | 13 | 10 |
Мощность электродвигателя для насоса, кВт | 0,8 | 2,8 | 2,8 |
Производительность и тип насоса, м3/ч | 1,5 (ротационный) | 3,0 (ротационный) | 3...6 (вихревой) |
Частота вращения, об/мин | 960 | 1440 | 1420 |
Размеры рам и плиток, мм | 180x180 | 300x300 | — |
Габаритные размеры, мм | 925x525 х х1050 | 1150х520х х1300 | — |
Масса, кг | 260 | 450 | 600 |
Таблица 3.4
Характеристики некоторых фильтров герметичной конструкции для очистки масла от механических примесей
Характеристика | ФГН-30 | ФГН-60 | ФГН-120 |
Пропускная способность, м3/ч | 10 | 20 | 60 |
Фильтрационный материал | Нетканый | ||
Число слоев фильтрационного | 2 | 2 | 2 |
материала |
|
|
|
Фильтрационная поверхность, м2 | 1,7 | 2,4 | 4 |
Тонкость фильтрации, мкм | 5...15 | 5... 15 | 5...15 |
Рабочее давление максимальное, кПа | 800 | 800 | 800 |
Перепад давления, кПа: |
|
|
|
в начале работы | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
максимально допустимый | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
Габаритные размеры, мм: |
|
|
|
высота | 680 | 765 | 1000 |
диаметр корпуса | 346 | 400 | 400 |
Масса, кг | 40 | 64 | 81 |
Таблица 3.5 Характеристики фильтр-прессов передвижных установок
Данные установки | ФП-2-3000 | ФП-4-4 | ФПР-2,2-315/169 |
Производительность, м3/ч | 3 | 4 | 3 |
Поверхность фильтрации, м2 | 1,8 | 2 | 2,2 |
Максимальное рабочее давление фильтрации, МПа (кгс/см2) | 0,4 (4) | 0,5(5) | 0,45 (4,5) |
Объем рамного пространства, м3 | 0,017 | 0,02 | 0,014 |
Число рам, шт. | 16 | 19 | 11 |
Содержание механических примесей в масле после трех циклов его обработки (при исходном содержании от 0,01 до 0,03% массы), % массы, не более | 0,005 | 0,0004 |
|
Вид фильтрационного материала | Картон | ДРКБ | Картон |
Потребляемая мощность, кВт | 1,3 | 2,0 | 4,0 |
Габаритные размеры, мм | 1000х572х х982 | 1480х605х х840 | 1700x760x х120 |
Масса, кг | 215 | 270 | 530 |
Таблица 3.6 Характеристики основных фильтрационных материалов
Характеристика | Технический картон | Бумага ДРКБ | Материал МФ-16 | |||
Основа | Целлюлоза | Вискозно-штапельное волокно | ||||
Относительное сопротивление продавливанию, кг/см2, не менее | 1,14 | 2,5 |
| |||
Толщина, мм | 0,6... 1,0 | 0,6 | 1,2 | |||
Тонкость фильтрации (при одном слое), мкм | 20...25 | 4... 12 | 5...10 | |||
Время фильтрования, с, не более | — | 5 | 5 | |||
Капиллярная впитываемость в среднем по двум направлениям, мм, не менее | 51 |
|
| |||
Характеристика | Технический картон | Бумага ДРКБ | Материал МФ-16 | |||
Ширина листа, мм | — | 550±5 | 830±5 | |||
Плотность, г/см3 | — | 0,25 | — * | |||
Масса 1 м2, г | 275 | 240 | 250 | |||
При фильтровании через фильтр-прессы трансформаторное масло под давлением 0,4...0,6 МПа продавливается насосом через пористую среду (бумагу, картон) с большим количеством капилляров, задерживающих в себе частички воды и примесей размером более 10... 15 мкм.
Помимо механических примесей, необходимо удалить из масла влагу. Для этого применяют сушку распылением в вакууме (рис. 3.1). Сущность метода заключается в том, что в специальной вакуумной камере производится тонкое распыление увлажненного масла. Образующиеся при этом пары воды отсасываются вакуумным насосом, а осушенное масло выпадает в виде капель на дно камеры.
Предохранение масла от увлажнения в процессе эксплуатации трансформатора осуществляется с помощью воздухоосушительных фильтров, конструкция которых может быть четырех модификаций: с массой силикагеля 1, 2, 3 и 5 кг. В резервуары с маслом вместимостью до 60 м3 устанавливают по одному фильтру с массой силикагеля 5 кг, а в резервуары вместимостью более 60 м3 — по два фильтра с массой силикагеля по 5 кг.
Рис. 3.1. Схема вакуумной (холодной) сушки трансформаторного масла:
1 — маслоуказательное стекло; 2 — бак сырого грязного масла; 3 — масляные насосы (Ри = 2...3 кг/см2); 4— подогреватель масла (Гм = 50...60 °С); 5 — центрифуга и фильтр-пресс; 6 — вакуумный бак чистого масла; 7 — маслоуказательное стекло; 8 — распылитель масла (форсунка); 9 — вакуумметр; 10 — вакуумный
насос (Рвак = 5... 15 мм рт. ст.)
Таблица 3.7 Характеристики силикагеля технического (ГОСТ 3956—76)
Таблица 3.8 Емкость термосифонных фильтров для регенерации масла
В качестве сорбента в фильтрах применяют мелкопористый силикагель (табл. 3.7). Силикагель марок КСКГ и ШСКГ имеет меньшую влагоемкость по сравнению с силикагелем марки КСМК.
При выборе массы осушающего реагента и фильтра необходимо учитывать объем масла в резервуаре или трансформаторе, влажность окружающего воздуха, вид токовой нагрузки (переменная или постоянная), а также в определенной мере размер зерен силикагеля, поскольку их диаметр колеблется в пределах 2,8... 7 мм.
В эксплуатации воздухоосушительные фильтры выбирают исходя из расчета 0,5... 1 кг силикагеля на 1000 кг масла, залитого в защищаемое оборудование (трансформатор).
В соответствии с ГОСТ 11677—85 масляные трансформаторы мощностью 1000 кВ • А и более также должны быть снабжены термосифонными фильтрами для регенерации масла (табл. 3.8).