Требования к состоянию изоляции перед вводом в эксплуатацию
Выбор оборудования, методов обработки изоляции и масла, а также степень обработки определяется требованиями к состоянию изоляции трансформатора. Эти требования определяют:
• электрическую прочность изоляции,
• начальные условия старения.
При этом, считается, что некоторое ухудшение состояния изоляции (по сравнению с заводскими данными) неизбежно. Поэтому трансформатор должен выдерживать воздействия, равные 85%—90% полных испытательных напряжений.
С другой стороны, принимаются все меры, чтобы изоляция была на том же уровне, как и на заводе.
Вакуумная обработка активной части трансформатора
Она преследует две задачи:
1. Удаление воздуха из бака перед заполнением маслом.
2. Осушка поверхности изоляции после ее контакта с воздухом.
Длительность и глубина вакуума зависит от желаемой степени осушки. Т. к. влага концентрируется в поверхностных слоях, то в процессе вакуумирования она распространяется как вовне, так и вглубь изоляции. Если длительность вакуумирования равна длительности увлажнения при той же температуре, тогда может быть удалено только около 60% абсорбированной влаги.
Без специального прогрева максимальная концентрация влаги в поверхностных слоях при остаточном давлении 1—5 мм р. ст. может быть уменьшена, при достижении равновесных условий, до 2—4%.
Дегазация изоляции. Длительный контакт изоляции с газом и его проникновение в изоляцию требуют длительной обработки для удаления газа.
Так, после вакуумирования в течение 16—20 часов при остаточном давлении 3— 5 мм рт. столба при температуре 10—20°С изоляция не может быть достаточно дегазирована — при эксплуатации наблюдается медленное выделение газа в масло.
Прогрев трансформатора
Цели прогрева
При прогреве решаются две задачи:
1. Прогрев трансформатора, находящегося в транспортном состоянии до температуры 30—40 °С, с целью зашиты его от увлажнения перед вскрытием бака.
2. Нагрев собранного трансформатора до температуры 60—100°С для подсушки изоляции или для улучшения условий оценки ее состояния.
Методы нагрева трансформатора, находящегося в транспортном состоянии:
1. Метод заполнения горячим, предварительно высушенным и очищенным маслом до уровня выше обмоток.
2. Метод масляной ванны: заполнение маслом выше уровня верхнего ярма и затем нагрев масла путем циркуляции через маслонагреватель.
3. Метод прогрева с помощью внешних паровых или электрических нагревателей, размещенных под дном бака.
4. Метод нагрева индуктированными в стенках бака потерями с помощью специальной временной обмотки.
5. Метод циркуляции масла через маслонагреватель (для трансформаторов, хранившихся с маслом).
Методы нагрева трансформатора с целью сушки:
1. Циркуляцией масла, нагретого до 80— 100°С в маслонагревателе.
2. Разбрызгиванием горячего масла: трансформатор заполняется маслом до уровня, когда покрывается нижнее ярмо, масло циркулирует через маслонагреватель и разбрызгивается на обмотки под вакуумом.
3. Внутренними потерями в режиме КЗ.
4. Потерями в обмотках от постоянного тока.
5. Внутренними потерями в режиме КЗ при питании от источника пониженной частоты.
6. Продувкой через трансформатор без масла сухого горячего воздуха с температурой более 100°С.
При нагреве внутренними потерями от циркулирующего в обмотках переменного тока в режиме КЗ или от постоянного тока возникает проблема перегрева изоляции. Средняя температура обмоток обычно ограничена +95 °С, однако, в отдельных зонах она может быть значительно выше.
При нагреве циркулирующими в обмотках токами при залитом выше обмоток масле имеется опасность, что уровень масла определен недостаточно надежно. Возможны случаи существенного перегрева и даже повреждения изоляции верхних кадушек в результате их нахождения вне масла.
Во всех методах основным теплоносителем является масло, постоянная нагрева которого — несколько часов.
Для ускоренного и равномерного нагрева масла требуется постоянное его перемешивание со скоростью потока, в зависимости от объема масла.
Когда применяется нагрев разбрызгиванием горячего масла под вакуумом, то из-за недостаточной конвекции, возможно существенное отличие температуры участков изоляции, на которые непосредственно попадает разбрызгиваемое масло — от остальных.
Прогрев может быть экономичным только, если бак теплоизолирован.
