Работа трансформаторов, за исключением сухих систем, невозможна без трансформаторного масла. Эта рабочая жидкость играет важную роль в процессе эксплуатации трансформаторных узлов. Она выполняет две ключевые функции – изоляция обмоток и их эффективное охлаждение.
Пример трансформатора, в котором используется масло
Чтобы масло эффективно выполняло свои перечисленные функции, важно чтоб оно отвечало оптимальным рабочим параметрам, которые могут меняться в зависимости от температуры внешней среды, а также от его выработки. Первый фактор учитывается в процессе производства и нивелируется тем, что состав трансформаторного масла подбирается таким, чтобы позволять ему сохранять оптимальные параметры в широком диапазоне температур. Второй фактор связан с естественным «старением» масла, которое связано с его длительным использованием. Ниже будут перечислены основные причины, которые приводят к износу трансформаторного масла.
Причины износа и старения масла в трансформаторе
В процессе работы трансформатора его рабочая жидкость окисляется, загрязняется и увлажняется. Это приводит к тому, что она теряет свои оптимальные электрические и химические свойства. Продукты старения, которые откладываются на активных элементах трансформаторной системы, приводят к худшему отводу тепла и перегреву, как самого масла, так и трансформатора.
Основными факторами старения масла является воздействие кислорода и электрического поля. В качестве катализатора процесса старения будет выступать повышенная температура, наличие в масле солей различных металлов, воздействие прямого солнечного света и попадание влаги.
Важным фактором в загрязнении масла является и процесс усадки изоляционных материалов. Разрушения используемых лаков и целлюлозных материалов приводит к накоплению грязи и ее осаждению на рабочих поверхностях. Это способствует худшему теплоотводу и увеличению рабочей температуры масла, а это уже в свою очередь способствует и процессам окисления.
Чтобы исключить выход трансформатора из строя следует следить за состоянием его масла и своевременно проводить техническое обслуживание. Ведь своевременная регенерация масла позволит полностью восстановить его оптимальные свойства.
Виды ремонта трансформатора, связанные с качеством его масла
Для того чтобы определить качество масла и его технические свойства проводятся отборы проб из трансформатора. После проведения лабораторных анализов по химическому составу выполняют проверку на электрическую плотность. За результатами таких испытаний делают заключение о том, какой метод ремонта трансформатора можно применять в том или ином случае.
Замена масла
Такая процедура проводится, ели масло сильно загрязнено и технические параметры не позволяют его эффективно использовать. Выполнять процедуру лучше на месте. В процессе замены трансформатор обсушивается от старого масла и промывается с помощью специального разогретого нафтенолового или отрегенерированного масла. Эта процедура позволяет полностью удалить из трансформаторной системы всю, накопившуюся за годы эксплуатации, грязь. После этого в трансформатор заливают регенерированное или новое масло. Важно следить за его уровнем в трансформаторе – важно, чтобы он был и не выше, и не ниже нормы. Чтобы его контролировать используют специальные маслоуказатели МС. С их помощью можно будет залить именно столько масла, сколько нужно для конкретного вида трансформатора.
Замена масла в трансформаторе
Регенерация масла
Процесс регенерации представляет собой процедуру восстановления параметров масла, связанную с выведением из его состава продуктов старения. Этот процесс можно осуществлять на месте посредством откачивания масла с нижней части трансформатора, пропускания через установку регенерации и закачивания через расширительный бак. В процессе прокачивания масло пропускается через специальный адсорбент, который осаждает продукты старения. Кроме этого оно поддается дегидратации, дегазации и механической фильтрации. Эту процедуру продолжают до тех пор, пока снова не будут достигнуты нужные эксплуатационные параметры.
Схема установки для регенерации масла в трансформаторах
Очистка и осушка
Эта процедура состоит в том, чтобы отделить из масла механические примеси и имеющуюся влагу. Осуществляется этот процесс посредством центрифугирования и фильтрования через специальные бумажные фильтры. Высоких показателей очистки можно добиться, используя центрифугу совместно с фильтр-прессом. Такая методика широко применяется при очистке рабочего масла в трансформаторах, функционирующих с напряжением до 110кВ. Для устройств, работающих с напряжениями от 220кВ, параллельно с процессами осушки и фильтрации используют еще и дегазацию масла, а в некоторых случаях и насыщение инертным газом.
Схема устройства для осушки масла
Защита масла от старения
Выше были перечислены методы восстановления параметров масла для его дальнейшей эксплуатации. Кроме этого существуют еще и способы, чтобы минимизировать процессы старения масла. Рассмотрим основные из них.
Расширительный бак
Этот конструкционный элемент, кроме того, что позволяет компенсировать изменение объема масла в процессе смены температур во внешней среде, еще и позволяет минимизировать его контакт с воздухом. Это уменьшит попадание в масло влаги и кислорода и уменьшит показатель его окисления.
Воздухоочистительные фильтры
Эти элементы устанавливают на опускных трубопроводах расширителей. Наличие таких элементов позволит очистить поступающий воздух от механических примесей и уменьшит контакт воздуха с маслом.
Схема воздухоочистительного фильтра
Адсорбционные и термосифонные фильтры
Такие элементы используются для реализации процедуры постоянной регенерации масла непосредственно в процессе работы трансформатора. Такие фильтры устанавливаются в системе охлаждения. В их состав входит специальный сорбент, очищающий масло в процессе его эксплуатации.
Азотная защита
Этот вид защиты позволяет защитить масло в расширителе от его контакта с атмосферной средой. Основным элементом защиты является эластичный резервуар, заполняемый азотом.
Схема прибора для азотной защиты