Азотная защита

Принципиальная схема азотной защиты трансформатора:
1  —  предохранительная трубка; 2  —  стальной трубопровод; 3  —  расширитель; 4  —  резиновый шланг: 5  —  осушитель азота; 6. 7, 10  —  краны; в  —  эластичные емкости; 9  —  резиновый шланг

Азотная защита заключается в том, что из трансформаторного масла, твердой изоляции и бака трансформатора удаляется воздух и заменяется инертным газом  —  азотом. Конструкция азотной защиты исключает возможность проникновения окружающего воздуха в трансформатор. С помощью эластичных резервуаров, заполненных азотом, обеспечивается наличие азота в надмаслянном пространстве все время работы трансформатора (рис.). Через осушитель резервуар с азотом соединяется с дыхательной трубкой расширителя. При снижении уровня масла в расширителе азот из эластичного резервуара идет в расширитель, при повышении уровня масла произойдет обратное, т. е. азот из расширителя пойдет в резервуар. Осушитель, помимо того что осушает поступающий в расширитель азот, в случае повреждения эластичных резервуаров некоторое время будет защищать изоляцию трансформатора от увлажнения. Осушитель заполняется сухим силикагелем, степень увлажненности которого определяется по индикаторному силикагелю. Материалом для эластичных емкостей служит воздухонепроницаемая, маслостойкая прорезиненная ткань. Объем резервуара, который обеспечит компенсацию тепловых изменений объема трансформаторного масла и самого азота, определяется по формуле, м3,

где VM  —  объем масла в трансформаторе, м3; а — коэффициент объемного расширения масла; Тм и Тв — возможный температурный перепад масла и воздуха во время работы трансформатора; р  —  коэффициент объемного расширения азота. Обычно резервуары изготовляются емкостью 6 м3, и в зависимости от количества масла в трансформаторе устанавливается один или два резервуара. Чтобы предохранить от воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков, резервуары помещают в специальные шкафы. Во время подпитки резервуаров азотом следует перекрыть кран, соединяющий резервуар с расширителем, чтобы не повысить давление в трансформаторе.
В процесс монтажа трансформаторов с азотной защитой включаются: заливка трансформатора дегазированным маслом; подключение заполненных азотом резервуаров к трансформатору; азотирование масла в баке трансформатора. Перед дегазацией масло должно быть осушено до остаточного содержания влаги не более 0,001% и затем подвергнуто вакуумированию при остаточном давлении не выше 666,5 Па. Заливаемое в трансформатор дегазационной установкой масло может содержать воздуха не более 0,1% по объему [10]. Азотирование для предупреждения перенасыщения масла азотом надо производить при давлении, близком к атмосферному; избыточное давление не должно превышать 300 Па. Процесс азотирования можно ускорить с помощью искусственной циркуляции масла или применив дегазационную установку.
В зависимости от температуры растворимость азота в масле меняется, что необходимо учесть во время азотирования. Необходимое количество азота определяется по
4 формуле
» где 1/аз  —  объем азота, м3; VM  —  объем масла, м3; VH  —  объем надмаслянного пространства, м3; R  —  растворимость азота в масле при данной температуре.
Растворимость азота в трансформаторном масле приведена ниже:
Температура масла, 0 С........................................................... О 25 40 60 80
Содержание азота, %.................. ....................................... 8 8,6 8,85 9,1 9,5
Трансформатор доливают азотированным маслом. Расширитель можно использовать как емкость для азотирования масла. Кроме того, азотирование можно производить с помощью дегазационной установки.
За работой трансформаторов 417 MB-А, 750 кВ, имеющих азотную защиту, вели наблюдения в течение 5 лет (табл. 3). За это время показатели масла оставались в пределах норм на свежее трансформаторное масло, причем значение tg δ имело тенденцию к понижению. Это можно объяснить дополнительной очисткой масла от полярных примесей термосифонными фильтрами и частичной адсорбцией этих примесей твердой изоляцией трансформаторов. Значение влагосодержания колебалось от 0,0005 до 0,001%.
Таблица 3

Состав газа как растворенного в масле,так и в надмаслянном пространстве изменился незначительно.