Тема 2.2 Установки для обработки трансформаторного масла

1. Свойства трансформаторного масла. Маслоочистительные установки для очистки масла. Фильтр-пресс.

Трансформаторное масло является жидким электроизоляционным мате­риалов, служащим одновременно теплоотводящей и дугогасящей средой, а также средой, защищающей твердую изоляцию от проникновения в нее влаги и воздуха. В зависимости от напряжения и назначения аппаратов предъявляются различные требования к пробивной прочности, тангенсу угла диэлектрических потерь и химическим свойствам трансформаторного масла.

Электрическая прочность масла определяется приложением к нему испы­тательного напряжения, при повышении которого до определенного критиче­ского значения сопротивление масла сразу падает до нуля и наступает пробой масла. Напряжение, при котором происходит пробой масла в стандартном раз­ряднике, называется пробивным напряжением или пробивной прочностью масла.

Электрическая прочность масла резко снижается при загрязнении и особен­но при увлажнении. При этом растворенная вода не оказывает влияния на элек­трическую прочность масла, а резкое снижение пробивного напряжения на­блюдается у масла, содержащего воду в виде эмульсии.

Тангенсом угла диэлектрических потерь называется тангенс угла, обра­зующегося между током, проходящим в масле при приложении к нему пере­менного электрического напряжения и реактивной составляющей этого тока.

90°-δ tg δ = (I_a/I_c)

Обычно выражается в процентах.

Сдвиг фаз обусловливается диэлектрическими потерями, которые слагаются из потерь на проводимость и дипольных потерь. Проводимость проявляется как движение электрических зарядов в направлении электрического поля. Дипольные потери проявляются как поляризация, которая устанавливается при прило­жении переменного напряжения к маслу и изменяет свое значении и направле­ние так же, как и поле тока (в течение одного периода поляризация дважды ус­танавливается и исчезает).

Диэлектрические потери возрастают с повышением температуры и увлаж­ненности масла. При этом присутствие незначительного количества воды резко повышает tg δ масла, в то время как наличие воды в растворенном химическом состоянии практически не повышает tg δ масла.

Во время работы свойства трансформаторного масла изменяются под влия­нием повышенной температуры, кислорода воздуха, электрического поля и ма­териалов твердой изоляции. Основным процессом, резко изменяющим свойства масла, является соединение масла с кислородом воздуха – окисление масла.

Окисление происходит не только на поверхности раздела масла и воздуха, но и во всем объеме масла за счет воздуха, растворенного в масле. В начальный период окисления в масле не происходит видимых изменений. Постепенно рас­тет кислотное число, а затем образуются продукты глубокого окисления - осад­ки, не растворимые в масле.

Для придания трансформаторным маслам стойкости против окисления в них вводят антиокислительные присадки - ингибиторы (ингибиторы - вещества, тормозящие химические процессы).

Для приведения трансформаторного масла в соответствие с требованиями, оно до заливки в аппараты, в процессе заливки и после заливки подвергается специальной обработке и контролю как при помощи целого ряда отдельных машин, аппаратов и приборов, так и при помощи специальных комплексных установок. К первой группе относятся вакуум-насосы, маслонасосы, фильтры, маслопробойники и т.д. К комплексным установкам для обработки масла отно­сятся маслоочистительные установки типа ГТСМ-1, цеолитовые установки, ус­тановки для дегазации и азотирования масла.

МАСЛООЧИСТИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ТИПА ПСМ-1

Служит для очистки масла от влаги и механических примесей.

Процесс очистки и сушки масла происходит по следующей схеме. Масло за­сасывается насосом через входной кран и грязевой фильтр и нагнетается в мас-лоподогреватель. Подогретое масло поступает из подогревателя через соедини­тельный маслопровод и специальный канал в барабан, являющийся основным органом сепаратора. При вращении барабана в нем происходит отделение воды и механических примесей от масла. Очищенное масло поступает в вакуум-бак, в котором происходит интенсивное испарение оставшейся влаги. Водяные пары удаляются вакуум-насосом, а очищенное масло откачивается насосом и подает­ся в фильт-пресс, откуда поступает в сосуд для чистого сухого масла.

В зависимости от степени загрязнения масла механическими примесями и степени увлажнения масла барабан может быть собран для очистки масла от механических примесей и от незначительного количества влаги или при боль­шем количестве воды в масле - для преимущественной очистки от влаги.

Основные данные установки:

> производительность установки при подогреве масла до 65°С - 3000 л/ч;

> потребляемая мощность-45,1 кВт;

> размеры:

длина-1800мм

ширина - 1200 мм

высота - 1780 мм.

Однако следует учесть, что процессом центрифугирования в установке мож­но отделить только воду, находящуюся в виде эмульсии. Часть воды, находя­щаяся в масле в виде раствора не удаляется. Кроме этого, когда в масле остает-

ся незначительное количество воды, равномерно распределенной во всей массе масла в виде тонкой, невидимой глазу эмульсии, процесс разделения воды и масла происходит очень медленно. Поэтому при сушке масла установкой очень трудно поднять пробивное напряжение масла в интервале от 50 до 60 кВ. Прак­тически за один цикл электрическая прочность поднимается на 5-7 кВ. Поэто­му, чтобы довести электрическую прочность масла до необходимого значения (45-60 кВ), необходима многократная циркуляция масла через установку (5-8 циклов).

Данную установку рекомендуется применять для грубой очистки масла от большого количества механических примесей и воды, а также в случаях, когда требуется подготовить небольшое количество масла.

ФИЛЬТР-ПРЕСС

Предназначены для очистки масла от механических примесей. Фильтр-пресс состоит из отдельных чугунных плит, подвешенных боковыми выступами на горизонтальных направляющих станины. На каждую плиту накладывается фильтровальная ткань, а на ткань с обеих сторон - фильтровальная бумага. Все это зажимается нажимным винтом. Масло подается насосом, установленным в нижней части рамы. Необходимо учитывать, что фильтр-пресс не улавливает влагу, содержащуюся в масле. Поэтому в процессе обработки масла фильтр-пресс используется последовательно с другими установками, обеспечивающи­ми уд.ление влаги.

Основные данные:

> производительности (при слабо загрязненном масле) при 35°С - 3000 л/ч;

> рабочее давление фильтрации - 0,2 - 0,4 МПа;

> размеры:

длина- 1000 мм;

ширина - 530 мм; ;

высота - 980 мм.