При транспортировании, хранении и монтаже трансформатора, а также в результате нарушения их правил, измеренные характеристики изоляции могут свидетельствовать о неудовлетворительном ее состоянии. В этом случае, требуется технологическая обработка изоляции и, в частности, сушка.
Ниже приводится краткое описание методов сушки изоляции перед вводом трансформаторов в эксплуатацию.
Циркуляция горячего сухого масла
Масло, нагретое до 80—85 °С, циркулирует через осушительную установку (вакуум-дегазоционную) для сушки и фильтрации. Механизм сушки: диффузия влаги из наружных слоев в относительно сухое масло, и последующее ее удаление из масла в масло-сушительной установке. Теоретически, изоляция может быть высушена до 1 — 1,5% (в зависимости от растворимости воды в данном масле), если: средняя температура масла — 70—75 °С, приняты меры для ее выравнивания интенсивным перемешиванием и влагосодержание масла в баке менее 10 г/т. Эффективность метода значительно уменьшается со снижением температуры масла в баке.
Метод холодного вакуума
Нагрев трансформатора осуществляется во время вакуумирования при остаточном давлении 0,05—0,1 мм рт. ст., при этом изоляция должна иметь температуру не ниже 20 °С. Метод требует применения специальной ловушки для вымораживания водяных паров, чтобы повысить эффективность работы вакуумных насосов и создать дополнительное диффузионное извлечение водяных паров из бака. Сушка может быть закончена, когда выделение воды в ловушке достигнет 3—5 г/ч на тонну изоляции. Согласно кривым равновесного влагосодержания, для достижения влагосодержания твердой изоляции 0,5 % вакуум должен быть не хуже 0,1 мм рт. ст., а температура не ниже 30 °С.
Термовакуумная диффузия
По данной технологии производится подсушка изоляции трансформаторов классов напряжения 110—750 кВ.
Схема подсушки — согласно рис. 1.
Трансформатор нагревается до температуры 80—85 °С и надежного прогрева изоляции одним из двух методов:
• циркуляцией горячего масла, или
• циркуляцией тока в обмотках.
Затем масло сливается под вакуумом, и трансформатор подвергается вакуумированию длительностью до 48 часов при остаточном давлении, соответствующем влагосодержанию по равновесному состоянию влаги, и до прекращения выделения воды в конденсационной колонне. Результаты считаются удовлетворительными, если влагосодержание образцов толщиной 1 мм не превышает 1 %.
Рис. 1. Схема подсушки методом термодиффузии:
1 — насос вакуумный предварительного разрежения, 2 — промежуточный бак 0,05 м3; 3 — вакуумметр механический, 4 — вакуумметр, 5 — трансформатор, 6— маслонасос, 7— емкость слива масла, 8— обратный клапан.
Метод разбрызгивания масла
Трансформатор нагревается разбрызгиванием масла (рис 2) до температуры, около 100°С, при остаточном давлении менее 5 мм рт. ст. (рис. 3).
В одном варианте, обработка продолжается несколько дней до уменьшения выделения воды в конденсаторе менее 50 г/ч на тонну изоляции. Затем процесс сушки продолжается при температуре 85°Сдо выделения воды менее 5 г/ч на тонну изоляции.
В другом варианте, сушка при разбрызгивании масла при остаточном давлении 1 — 2 мм рт. ст. продолжается до прекращения выделения воды в конденсационной колонне. Этот вариант может применяться при сушке сильно увлажненной изоляции.
Влагосодержание образцов изоляции по окончании сушки должно быть не более 1 %.
Рис. 2. Схема нагрева трансформатора: 1 — трансформатор; 2 — тепловая изоляция; 3 — разбрызгиватель масла; 4 — коллектор; 5 — маслопровод гибкий; 6 — маслопровод Ду 100 мм; 7 — масло трансформаторное; 8 — запорная арматура; 9 — патрубок Ду 125; 10 — маслонасос; 11 — маслонагреватель; 12 — термометр сигнализирующий; 13 — фильтр; 14— запорная арматура Ду 100 мм.
Рис. 3. Схема вакуумирования трансформатора: 1 — вакуумметр механический; 2 — вакуумметр электронный; 3, 4— запорная арматура Ду 100 мм; 5, 12, 15 — вакуум провод Ду 100; 6 — трансформатор; 7— теплоизоляция; 8, 10, 14— затвор вакуумный Ду 100 мм; 9 — установка «Иней»; 11 — насос вакуумный ДВН; 13 — промежуточный бак 0,05 м3; 16 — насос вакуумный предварительного разрежения.
Циклическая сушка трансформатора
Нагрев осуществляется разбрызгиванием горячего масла при переменном вакууме и периодической продувке сухим горячим воздухом до достижения температуры изоляции 80—90°С (в зависимости от степени влажности).
Дальнейшая сушка выполняется двумя этапами:
1) вакуумирование с достижением остаточного давления 0,15—0,5 мм рт. ст.
2) нагрев-омывание в условиях разбрызгивания горячего масла.
Вакуумная система подсоединяется к ловушке вымораживания, в которой контролируется выделение конденсата.
Процесс может состоять из 3—8 циклов, в зависимости от влагосодержания. С помощью такого метода может быть высушена изоляция, имеющая влагосодержание 6-8%.
Сушка трансформатора горячим воздухом
Чистый сухой воздух, нагретый до температуры 100°С, пропускается через бак трансформатора и нагревает магнитопровод и обмотки.
Расход воздуха должен быть таким, чтобы разница температур входящего и выходящего воздуха была небольшой. Рекомендуется расход воздуха около 600 м3/ч на 1 м2 поверхности бака. Этот метод рекомендуется для трансформаторов, баки которых не рассчитаны на полный вакуум.
Критерии окончания сушки изоляции трансформатора
1. Достижение установленной температуры в большинстве увлажненных зон изоляции трансформатора и достижение остаточного давления, соответствующего установленному конечному значению влагосодержания в равновесных условиях.
2. Окончание выделения конденсата или стабилизация его выделения в специальной ловушке при установленных параметрах сушки на уровне 3—5 г/ч.
3. Стабилизация значения сопротивления изоляции на уровне характерном для сухой изоляции.
