Трансформаторное масло (стр. 60 )

Известны и другие конструкции фильтрующих элементов, пригодных для очистки трансформаторного масла. Фунда-фильтры [Л. 14-17] представляют собой вертикальный цилиндрический корпус, в котором помещаются круглые горизонтально расположенные фильтрующие элементы.

Последние смонтированы на центральном вертикальном полом валу (рис. 14-9). Каждый элемент состоит из листового днища, подложки и расположенной на ней фильтровальной ткани. Фильтрующий элемент проницаем только с верхней стороны, так что осадок от фильтрации накапливается на горизонтальной поверхности и самопроизвольно не отпадает. Над корпусом помещается мотор, соединенный с полым валом и вращающий пакет фильтрующих пластин. Образовавшиеся при фильтрации на поверхности пластин отложения могут быть удалены с помощью промывки обратным потоком жидкости при одновременном вращении фильтрующих пластин. Для лучшего удаления осадков предусмотрено сопловое устройство.

Фунда-фильтры пригодны также для отделения от масла отбеливающих глин (адсорбентов), используемых при регенерации. Конструкция фунда-фильтра позволяет осуществить полную автоматизацию процесса, поскольку нет надобности вскрывать аппарат для удаления осадка, а все обслуживание сводится к открыванию и закрыванию вентилей, включению и выключению двигателей. Производительность таких фильтров при фильтрации маловязких масел типа трансформаторного (при содержании 1—2% отбеливающей земли) порядка 500—600 л на 1 м2 фильтрующей поверхности в час. Обычно поверхность фильтрации одной установки фунда-фильтра составляет около 20 м2.

Среди механических примесей, содержащихся в трансформаторном масле, обязательно имеются частицы черных металлов. Загрязнение масла частицами стали имеет место даже в работающих трансформаторах, особенно если они оборудованы циркуляционной системой охлаждения. Металлические частицы попадают в масло в результате износа трущихся поверхностей циркуляционного насоса, со стенок радиаторов, бака и других деталей. Найдено

[Л. 14-18], что при работе циркуляционного насоса в крупном трансформаторе образуется до 0,1 мг железа в час.

Рис. 14-9. Принципиальная схема фунда-фильтра.1 — корпус фильтра; 2 — фильтрующие элементы; 3 — полый вал; 4 — электромотор; вращающий полый вал 3; 5 — вход грязного масла; 6 — выход чистого масла; 7—-разгрузка осадка; 8 — система для удаления (промывки) осадка.

Наличие металлических частиц в масле работающего трансформатора представляет определенную опасность. В таких случаях для очистки масла могут быть применены специальные магнитные фильтры, производительность которых достаточно велика, в связи, с чем установка их не приводит к снижению скорости циркуляции масла.

При работе трансформаторов, оборудованных системой РПН (регулирование напряжения под нагрузкой), в результате многократно повторяющихся переключений происходит горение дуги в масле контактора, находящемся в отдельном бачке. Пробивное напряжение этого масла понижается за счет загрязнений его частицами угля, меди и других материалов и после 20 000 отключений составляет обычно не более 15 кв (табл. 5-15). Если принять, что в день производится примерно 50—70 переключений, то масло в баке переключателя вследствие его низкой электрической прочности надо заменять, по крайней мере, 1 раз в год. В ряде случаев замена масла должна производиться еще чаще (при большой частоте рабочих переключений). Эта операция, как известно, связана с необходимостью отключения всего трансформатора. В связи с этим целесообразно, как указывалось в гл. 5, рядом с коробкой РПН монтировать фильтрующее устройство. Устройства для фильтрации масла целесообразно устанавливать и на масляных выключателях, если последние работают в системах с частыми отключениями токов короткого замыкания, как это, например, бывает в фидерных выключателях тяговых подстанций электрифицированных железных дорог и др.

Рис. 14-10. Схема передвижной установки для очистки трансформаторного масла, выпускаемой в ЧССР народным предприятием Chotebor [Л. 14-19].1 — вход загрязненного масла; 2 — фильтр; 3—расходомер для масла; 4 — насос для грязного масла; 5 — электронагреватель для масла; 6 — центрифуга; 7 — вакуумная колонка; 8 — насос для чистого масла; 9 — выход чистого масла; 10 — вакуумный насос.

Трансформаторы, оборудованные системой защиты масла от окисления и увлажнения, обычно заполняют маслом, в котором вместо воздуха в растворенном виде содержится азот или другой инертный газ. Процесс насыщения масла такими газами может осуществляться непосредственно в баке трансформатора. Однако в связи с относительно небольшой поверхностью соприкосновения масла с газом такая операция потребует значительной затраты времени, что неприемлемо, особенно в условиях трансформаторных заводов. Для ускорения насыщения масла инертным газом используют специальные устройства, так называемые сатураторы. Сухое и профильтрованное масло, из которого удален при вакуумной обработке растворенный воздух, подается в сатураторный аппарат, в котором, благодаря наличию развитой поверхности соприкосновения масла с газом происходит быстрое растворение последнего. В хорошем сатураторе за один проход через него масла может раствориться до 8—10% объемных азота.

Рис. 14-11. Схема передвижной установки для очистки трансформаторного масла, выпускаемой фирмой Aktiengesellshaft А. Hering, Нюренберг [Л. 14-19].1 — вход загрязненного масла; 2 — фильтр грубой очистки с постоянным магнитом; 3 — насос для грязного масла; 4 — трубчатый нагреватель для масла; 5 — центрифуга; 6 — насос; 7 — вакуумный осушитель; 8 — насос для чистого масла; 9 — расходомер; 10 — выход чистого масла; 11 — конденсатор для воды; 12 — мерник для сконденсированной влаги; 13 — вакуумный насос; 14 — выброс вакуумного насоса; 15 — вакуумная линия к трансформатору.

В заключение следует отметить, что одной из актуальных задач отечественного машиностроения является обеспечение организаций, занимающихся монтажом и эксплуатацией трансформаторов, типовыми передвижными установками для подготовки трансформаторного масла. С помощью таких установок должны осуществляться процессы сушки, фильтрации и дегазации масла, а при необходимости и насыщение масла инертным газом, а также производиться сушка изоляции трансформаторов при монтажных и ремонтных работах. Примерная производительность установки 5— 10 м3/ч масла, пригодного для заливки в трансформатор. В комплект установки должна входить лаборатория для контроля качества готового масла, в том числе для определения его электрофизических показателей.

Рис. 14-12. Схема передвижной установки для очистки свежих и регенерации кислых (отработанных) трансформаторных масел, выпускаемых фирмой Mikafil (Швейцария) [Л. 14-3].1 — питающий насос; 2 — регулятор расхода; 3 — фильтр-пресс; 4 — охладитель; 5 — колонка для дегазации масла, 1-ая ступень; 6 — циркуляционные насосы; 7 — нагреватель для масла; 8 — колонки с отбеливающей (фуллеровой) землей; 9 —колонка для дегазации масла, 2-ая ступень; 10 — фильтр-пресс; 11 — колонка для дегазации масла, 3-я ступень; 12 — главный нагреватель для масла; 13 — вакуумный насос (ротационный); 14 — вакуумный насос двухроторный (насос Рутса); 15 — конденсатор для воды; 16 — узел для смешивания масла с ингибиторами; 17 — вакуумный насос для сушки трансформаторов; 18 — вход грязного масла; 19 — выход чистого масла.

Установки для очистки трансформаторного масла выпускаются в ряде стран. В качестве примера можно привести схему передвижной установки, изготовленной в ЧССР народным предприятием Chotebor (рис. 14-10). Установка позволяет осуществлять процессы фильтрации, центрифугирования и вакуумной обработки масла. На рис. 14-11 изображена схема установки для подготовки трансформаторного масла, выпускаемой в ГДР. Интересно, что в установке имеется фильтр грубой очистки с магнитом для удаления частиц железа. Фирмa Micafil (Швейцария) производит передвижные и стационарные установки для сушки, фильтрации и дегазации масла [Л. 14-3]. В таких установках предусмотрена также возможность осуществления цикла регенерации кислых трансформаторных масел путем контактирования их с фуллеровой землей, а также сушки увлажненных обмоток трансформаторов с помощью сухого масла (рис. 14-12 и 14-13).

Рис. 14-13. Внешний вид установки фирмы Micafil.

Передвижной вариант установки фирмы Micafil типа HVAR позволяет осуществлять сушку и фильтрацию 4 500 л масла в час.

В случае необходимости быстрый нагрев масла осуществляется при циркуляции через трубчатый нагревамощностью 120 квт. Шестеренчатый насос 1 производительностью 9 000 л/ч подает масло в регулятор расхода 2, поддерживающий требуемую интенсивность циркуляции масла. При сушке трансформатора маслом большая часть масла через маслонагревавозвращается в кожух трансформатора. Количество масла, подвергаемое собственно очистке, регулируется в пределах 100—4000 л/ч. Процесс очистки масла начинается с фильтрации его через фильтр-пресс 3. Холодильник 4 позволяет снизить температуру горячего масла, используемого для сушки трансформатора, до 40—60° С, поскольку при более высокой температуре может отогнатьсязначительное количество масла. В первой колонке для дегазации 5 при давлении 1—5 мм рт. ст. из масла удаляется большая часть воды.

Предварительно высушенное масло подается затем в три параллельно включенные колонки 8 с отбеливающей глиной. Во второй и третьей колонках для дегазации, работающих при остаточном давлении 0,15 мм рт. ст., количество влаги в масле снижается до 0,0001%. Для улавливания частиц отбеливающей глины между второй и третьей колонками дегазации установлен фильтр-пресс 10. Для введения в масло ингибирующих добавок служит узел 16. На первой ступени установлен вакуумный насос ротационного типа производительностью 100 м3\ч. На второй ступени имеются однороторный производительностью 80 м3\ч и двухроторный (типа Рутса) производительностью 1 600 м3/ч вакуумные насосы. На третьей ступени смонтирован еще один вакуумный насос типа Рутса, который включен последовательно с насосами второй ступени. Для защиты вакуумных насосов установлены конденсаторы. Собранное в них отогнанное масло снова добавляется к очищенному.