Пленочная защита силового трансформатора

Более совершенным методом защиты трансформатора, по сравнению с азотной, является пленочная. В этом случае эффект, который дает дегазация масла, полностью используется, что обеспечивает длительную стабильность свойств трансформаторного масла во время работы трансформатора. Кроме того, упрощается технология обработки масла, так как исключается процесс азотирования и облегчается работа эксплуатационного персонала во время работы трансформатора.
Принцип работы пленочной защиты заключается в следующем: из масла и твердой изоляции удаляется газ. Герметизация трансформатора осуществляется с помощью эластичной емкости, установленной в расширителе трансформатора. Таким образом, обеспечивается более надежная защита изоляции трансформатора, так как исключается не только возможность окисления и увлажнения масла, но в значительной мере уменьшается вероятность возникновения электрических разрядов, центрами развития которых, как правило, являются газовые включения. На трансформаторах с пленочной защитой, так же, как и на трансформаторах без нее устанавливаются фильтры непрерывной регенерации. На рис. 1 показана схема пленочной защиты трансформатора. Наружная поверхность эластичной емкости имеет те же размеры и форму, что и внутренняя поверхность расширителя. Воздух или азот поступает внутрь эластичной емкости через осушитель. Внутри расширителя эластичная емкость подвешивается на петлях. При увеличении объема масла в расширителе газ из емкости вытесняется в атмосферу или в емкость с азотом, а при уменьшении объема масла, наоборот, засасывается в эластичную емкость. Расширитель трансформатора с пленочной защитой имеет патрубки для соединения с трансформатором и для доливки масла, петли для крепления эластичной емкости, газосборочный коллектор и монтажные люки. Внутри эластичной емкости установлен рычаг стрелочного маслоуказателя для контроля за уровнем масла в расширителе. Газосборочный коллектор служит для выпуска воздуха из пространства между эластичной емкостью и расширителем во время монтажа. Во время эксплуатации коллектор с помощью реле, реагирующего на появление газа в нем, служит для контроля герметичности расширителя и эластичной емкости. В верхней части расширителя установлено реле поплавкового типа, которое должно подавать сигнал в случае повреждения эластичной емкости. Для более надежной герметизации трансформатора с пленочной защитой вместо предохранительной трубы устанавливается предохранительный клапан.

Рис. 1. Пленочная защита:
а  —  расположение эластичной емкости в расширителе; б   —  принципиальная схема работы трансформатора с пленочной защитой; I воздухоосушитель; 2 —  стрелочный маслоуказатель; 3 —  эластичная емкость; 4 —  подсоединительный патрубок; 5 —  монтажный люк; 6 - расширитель; 7 —  сборный коллектор; 8 —  рычаг маслоуказателя; 9 —  реле поплавкового типа; 10 —  кран для доливки масла; 11 - реле газовое; 12 —  отсечный клапан

До монтажа эластичную емкость надо хранить при температуре от  — 20 до +25° С в развернутом виде в месте, защищенном от попадания прямых солнечных лучей. Внутренняя поверхность расширителя должна быть чистой, без острых краев и заусенцев. Эластичную емкость заводят в расширитель и подвешивают на петлях за металлические кольца, установленные в патрубках. Заливаемое в трансформатор масло должно содержать влаги примерно 0,0008% и газа около 0,05% по объему. Конструкция расширителя и эластичной емкости не рассчитана на вакуум, поэтому заливка расширителя маслом производится без вакуумирования расширителя дегазационной установкой, причем насос дегазационной установки должен обеспечить подачу дегазированного масла в расширитель, преодолев перепад давления между остаточным давлением в установке и атмосферой. Чтобы удалить воздух из расширителя, его заполняют маслом до тех пор, пока масло не покажется в пробке реле. Затем масло сливают. По мере уменьшения объема масла в расширителе эластичная емкость опускается, плотно облегая внутреннюю поверхность расширителя.

Рис. 2 Кривые изменения концентрации влаги в масле и растворенного в нем воздуха в зависимости от времени эксплуатации трансформатора 417 МВХА, 500 кВ, оборудованного пленочной защитой:
I  —  содержание влаги,  % по массе; 2- содержание воздуха, % по объему

Заливка масла в трансформатор производится под вакуумом через промежуточную емкость. Заливка прекращается, когда масло появится в промежуточной емкости. Трансформатор соединяют с расширителем только после отключения вакуумного насоса. Во время эксплуатации необходимо следить за состоянием расширителя, эластичной емкости (не произошло ли нарушения герметичности) и за остаточным содержанием газа в трансформаторном масле. Причем если будет определяться не только количество газа, но и его состав, то это позволит определить повреждения, развивающиеся в изоляции значительно раньше, чем сработает газовое реле. На рис. 2 показаны кривые изменения концентрации влаги и газа в трансформаторах с пленочной защитой. Результаты анализа масла из трансформаторов с пленочной защитой приведены в табл. 1.
Таблица 1

Из приведенных данных видно, что часть трансформаторов была недостаточно герметична. Значительное потемнение масла (2 — 6) и увеличение кислотного числа (0,03 —  0,1) указывают на окисление масла. Пленочная защита будет эффективна только при достаточно надежной герметизации трансформатора и возможно полном удалении воздуха из масла и твердой изоляции. Последнее условие необходимо, так как если воздух и не будет поступать в трансформатор из атмосферы, процесс окисления масла может идти за счет растворенного в нем воздуха. Пленочная защита так же, как и азотная защищает трансформатор от проникновения в него атмосферных осадков, но не исключает образования влаги внутри трансформатора в процессе его работы.