Сушка трансформаторов

Опубликовано: 9 Август 2012

Сушка трансформаторов

Сушку трансформаторов производят по результатам предварительных испытаний. Твердая изоляция трансформаторов состоит в основном из органических волокнистых материалов (картон, бумага, хлопчатобумажная пряжа, дерево и т.п.), которые характеризуются значительной пористостью и влагопоглощаемостью. При длительной выдержке в условиях повышенной влажности они увлажняются и их диэлектрические свойства ухудшаются, что вызывает необходимость сушки трансформаторов. Сушке следует подвергать трансформаторы, изоляция которых подверглась увлажнению в период транспортирования, хранения и монтажа.
Увлажнение изоляции трансформатора происходит при соприкосновении ее с окружающим воздухом, относительная влажность которого изменяется в пределах от 50 до 90 %, или при контакте изоляции с увлажненным маслом. В обоих случаях влага связана с изоляцией адсорбционными силами.
Для разрыва прочной адсорбционной связи требуется большая затрата энергии, поэтому сушат трансформаторы продолжительное время при высокой температуре. При сушке трансформаторов влага перемещается из внутренних слоев изоляции к поверхности и с поверхности — в окружающую среду. Перемещение влаги с поверхности изоляции в окружающую среду происходит под действием разности давлений паров, находящихся непосредственно над поверхностью изоляции, и паров окружающей среды. Зависимость скорости сушки влажной изоляции от указанной разности давлений по аналогии с процессом испарения влаги со свободной поверхности воды может быть представлена в виде:

где D — продолжительность сушки;
Рп м Рп ср — давление паров соответственно над поверхностью изоляционного материала и в окружающей среде;
р0 — давление паров в сушильном пространстве.
Таким образом, для ускорения процесса сушки трансформатора необходимо повысить давление паров непосредственно над изоляцией и понизить его в окружающей среде; первое достигается нагревом изоляции, второе — созданием вакуума в сушильном пространстве или вентиляцией его сухим воздухом. Применение вакуума, кроме того, позволяет
снизить температуру испарения влаги, содержащейся в изоляции, в результате чего изоляция трансформатора в меньшей степени подвергается воздействию высокой температуры и процесс ее старения замедляется.
В процессе сушки желательно поддерживать возможно более глубокий вакуум, однако пределом здесь является жесткость бака трансформатора.
Таким образом, для проведения сушки изоляции трансформатора в минимально короткий срок необходимо:

  1. прогреть активную часть трансформатора до максимально допустимой температуры (100—105 °С);
  2. снизить давление паров в сушильном пространстве (баке), т.е. своевременно удалять пары воды, выделяющиеся из изоляции;
  3. создать в изоляции перепад температур между внутренними и внешними слоями изоляции (не менее 20—30 °С).

Процесс сушки заканчивается, когда при одинаковой температуре изоляции и окружающей среды устанавливается равновесие между давлением пара в окружающем пространстве и давлением пара на поверхности изоляции. Влагосодержание изоляции называется в этом случае равновесным. Такой способ годится для трансформаторов до 1000 кВ-A. Трансформаторы большей мощности сушат при помощи цеолитовой установки.
В монтажных условиях трансформаторы сушат в собственном баке с применением вакуума (рис. 2, а). Для нагрева трансформатора применяют метод индукционных потерь. Размещенная на боковой поверхности бака намагничивающая обмотка из изолированного провода при питании переменным током создает магнитное поле, которое индуцирует в баке вихревые токи, нагревающие его. Тепло бака передается сердечнику и нагревает обмотку. Для ускорения прогрева и улучшения качества сушки трансформатора следует подогревать дно бака. В большинстве случаев для этого используют электропечи.
Подготовив трансформатор к сушке (тщательно очистив бак от остатков масла, утеплив его листовым асбестом толщиной 4—5 мм, наложив намагничивающую обмотку, установив вакуум-насос и под дно трансформатора электропечи), приступают к самому процессу сушки. При включении намагничивающей обмотки и электропечей температура бака и активной части трансформатора равномерно повышается. При достижении активной частью трансформатора температуры 60 °С включают вакуум-насос и плавно в течение получаса создают вакуум (15 мм рт.ст.), затем вакуум-насос отключают.
Продолжая нагревать трансформатор, периодически (через каждые 2 ч) включают на 1 ч вакуум-насос и одновременно подают снизу через вентиль нагретый воздух. Когда температура в активной части трансформатора достигнет 95—100 °С, вновь плавно поднимают вакуум на 10—15 мм рт.ст., повышая его затем по 5 мм рт.ст. в 1 ч и доводя до предельно допустимой величины.
Схемы сушки трансформаторов
Рис. 2. Схемы сушки трансформаторов в собственном баке методом индукционных потерь:
а — под вакуумом; б — без вакуума с вентиляцией горячим воздухом; 1 — бак трансформатора; 2— вакуумный трубопровод; 3— намагничивающая обмотка; 4—электропечи для подогрева дна бака; 5 — вентилятор; 6 — электрическая печь для подогрева поступающего воздуха; 7— утепленная камера

Сушат трансформатор при температуре обмоток не выше 95—100 °С. Температуру регулируют включением и отключением намагничивающей обмотки. В процессе сушки периодически (через каждый час) измеряют температуру и сопротивление изоляции обмоток, а также контролируют количество выделенного конденсата и величину вакуума. Все полученные данные записываются в журнале.
Окончание процесса сушки определяется по кривой зависимости сопротивления изоляции от времени. В начале сушки кривая сопротивления изоляции с повышением температуры падает. По мере высыхания изоляции ее сопротивление возрастает и в конце сушки становится величиной постоянной. Если это установившееся значение сопротивления изоляции сохраняется в течение 6 ч при неизменной температуре, сушку трансформатора можно считать законченной.
После заливки трансформатора маслом производят все виды указанных выше измерений.
Охладив трансформатор до 40—50 °С, но не ранее чем через 8—12 ч после заливки его маслом, производят вторую ревизию активной части трансформатора. Цель второй ревизии состоит в проверке общего состояния магнитопровода и обмоток, состояния расклиновки изоляционных прокладок обмотки и болтовых креплений, а также в контроле сопротивления изоляции стяжных болтов.
Помимо сушки трансформатора в собственном баке без масла с использованием вакуума, применяют также сушку без вакуума с интенсивной вентиляцией вынимаемой части трансформатора горячим воздухом для удаления влаги (рис. 2,6).
Трансформатор нагревают индукционным способом и в случае необходимости —электропечами. Для утепления его помещают в специальный шкаф, обитый внутри листовой сталью и асбестом. Активную часть трансформатора вентилируют подогретым воздухом. Для этой цели на крышке трансформатора установлен вентилятор 5, который отсасывает воздух из бака трансформатора.
Воздух, поступающий в бак, дополнительно подогревается и его температура поддерживается на уровне около 105 °С. Для ускорения сушки рекомендуется использовать термодиффузию, которая заключается в периодическом снижении до 50—60 °С температуры трансформатора и повышении ее до прежнего уровня. При снижении температуры верхние слои изоляции остывают быстрее внутренних, в результате чего создается температурный перепад, усиливающий внутреннюю диффузию и ускоряющий процесс сушки.
Трансформаторы небольшой мощности (до 320 кВА) можно сушить токами нулевой последовательности. При этом способе трансформатор сушат выделяемым в магнитопроводе и баке трансформатора теплом от вихревых токов, возникающих под действием переменного магнитного поля. Магнитное поле создается рабочими обмотками одного из напряжений трансформатора, соединенными в схему нулевой последовательностью. Рабочие обмотки должны быть соединены таким образом, чтобы во всех стержнях трансформатора магнитные потоки совпадали по величине и направлению. Если в трехфазном трансформаторе для создания магнитного поля используется обмотка, соединенная в звезду, то напряжение подключается между соединенными выводами фаз и нулевой точкой; если обмотка соединена в треугольник, то напряжение подключается к концам разъединенного треугольника. Обмотки, не используемые для создания магнитного поля, должны быть разомкнуты.

Ещё по теме:

написано в рубрике: Статьи
Метки:

Comments

One Response to “Сушка трансформаторов”

Оставить отзыв