В течение эксплуатации масло в трансформаторе подвергается сложным воздействиям, основными из которых являются:
— термическое воздействие;
— воздействие электрического поля;
— влияние окружающей атмосферы;
— химическое взаимодействие с различными материалами и др.
В результате в масле протекают процессы старения, ухудшающие свойства масла. Поэтому необходим систематический контроль масла и условий его эксплуатации. Методы контроля регламентированы стандартами.
Требования к маслу в эксплуатируемых трансформаторах приведены в приложениях. Ниже даны некоторые пояснения.
В эксплуатации необходим постоянный контроль температуры масла, осуществляемый по показателям термометра, установленного в кармане в верхней части бака и приборам теплового контроля. Такой контроль позволяет своевременно обнаружить чрезмерное превышение температуры и избежать ускоренного старения изоляции вследствие ненормальных условий нагрузки, например, частых повторных перегрузках, либо вследствие нарушений условий охлаждения трансформатора.
Состояние масла в эксплуатации
Основными компонентами масла, ухудшающими его качество, являются вода, твердые частицы и продукты старения. Влага попадает в масло в результате соприкосновения масла с окружающим воздухом вследствие несовершенства защитных устройств или их неисправности, а также вследствие наличия дефектов в уплотнениях.
Механические примеси в виде твердых частиц имеют различное происхождение: это и целлюлозные волокна, источником которых является твердая изоляция трансформатора, и металлические частицы в виде окалины либо продуктов истирания подшипников насосов охладительной системы, частицы краски и пр.
Продукты старения, растворимые и нерастворимые с течением времени появляются в масле и ухудшают почти все его характеристики.
Свежее масло в состоянии поставки может содержать некоторое количество влаги и твердых частиц. Поэтому перед заливкой в трансформатор оно должно быть подвергнуто (если это требуется) сушке и фильтрации. Масло, заливаемое в трансформатор, должно отвечать требованиям предельно допустимого содержания влаги и твердых частиц. После заливки в трансформатор количество механических примесей может увеличиваться за счет волокон целлюлозы с изоляцией активной части. Поэтому в трансформаторах напряжением 220 кВ и выше часто практикуют дополнительную фильтрацию масла путем циркуляции через маслоочистительную установку.
Требования к маслу, для трансформаторов высших классов напряжения более жестки. В большинстве случаев фактические характеристики масла в новых трансформаторах лучше.
Опыт показывает, что при соблюдении указанных норм можно ожидать удовлетворительной работы трансформатора в эксплуатации.
Требования к качеству масла в эксплуатации более жестки для трансформаторов высших классов напряжения. Превышение этих предельных значений может указывать на необходимость замены масла.
Защита масла от увлажнения
В трансформаторах со свободным дыханием нагрузка на воздухоосушитель увеличивается с изменением окружающих условий и нагрузки трансформатора. Еженедельный контроль осушителя позволяет своевременно обнаружить снижение его эффективности и произвести замену или регенерацию силикагеля.
Работа трансформатора при малых нагрузках или с частыми отключениями, или даже нахождение в отключенном состоянии, но нагреваемого днем солнцем, а ночью охлаждаемого, а также резкий сброс нагрузки в условиях дождя и ветра, могут вызвать быстрое насыщение влагой активного вещества осушителя.
Воздухоосушитель представляет собой камеру, содержащую гранулы, абсорбирующие влагу из воздуха. Часть камеры содержит индикаторные гранулы, цвет которых голубой в ненасыщенном состоянии и розовый в насыщенном влагой состоянии. Через индикаторное стекло можно видеть цвет гранул.
Поступление воздуха в надмасляное пространство трансформатора происходит через осушитель. Обычно в воздухоосушителях применяются гранулы силикагеля. Насыщенный влагой силикагель восстанавливается до рабочего состояния путем сушки в печи при температуре 100—150 °С.
Рекомендуется заменить силикагель или произвести его регенерацию при изменении цвета одной трети индикаторного силикагеля. В трансформаторах снабженных пленочной защитой исключается соприкосновение масла с воздухом. Однако в некоторых случаях применяются воздухоосушители, через которые воздушное пространство над пленкой сообщается с окружающей атмосферой. Это позволяет избежать конденсации влаги в расширителе над пленкой.
В трансформаторах с пленочной защитой необходим контроль за сохранением герметизации трансформатора. Герметичность может быть нарушена в случае дефекта пленки или дефекта уплотнений, например, в маслопроводах на всасывающей стороне насосов. Рост газосодержания масла, дегазированного при монтаже трансформатора, может указывать на такой дефект.
Контроль масла в эксплуатации
Для обнаружения возможных изменений качества масла необходимо проводить его периодический контроль. Трудно установить единые правила контроля. Это зависит от мощности и напряжения трансформатора, режима его работы, времени нахождения в отключенном состоянии и т. д.
Важно отметить, что часто большее значение имеют изменения измеренных показателей во времени, чем отклонения их абсолютных значений от заводских (или замеренных при вводе в эксплуатацию). Такие изменения требуют прояснения ситуации расширением объема испытаний или увеличением частоты их проведения.
Информация, которая может быть получена в результате контроля масла, может свидетельствовать не только о состоянии масла, но и других частей трансформатора и его работоспособности в целом.
Если завод-изготовитель не предписывает иного объема и частоты проведения испытания, и если не возникает опасений какого-то ухудшения качества масла, то обычно объем и периодичность испытаний принимают согласно требований.
