Устройства очистки трансформаторного масла

В процессе эксплуатации трансформаторное масло подвергается увлажнению не только вследствие поглощения влаги из изоляции обмоток и магнитопровода, но и из-за разложения масла (старения). Для удаления продуктов старения трансформаторного масла применяют различные виды фильтров как в сочетании с сорбентами, так и без них.
Все виды фильтров работают непрерывно, если существует циркуляция масла через них; чаще всего это циркуляция естественная, обусловленная разностью температур масла в верхних и нижних слоях в баке трансформатора.

Термосифонный фильтр

Масляные трансформаторы мощностью 160 кВ-А и более, в которых масло в расширителе соприкасается с окружающим воздухом, должны иметь термосифонный фильтр (ГОСТ 11677-75). Масляные трансформаторы мощностью 1000 кВ-А и более с азотной защитой также должны иметь термосифонный фильтр (это не относится к трансформаторам с заполнением жидким негорючим диэлектриком).
Термосифонные фильтры применяют для непрерывной автоматической регенерации масла в трансформаторе с целью удлинения срока службы трансформаторного масла — замедления его старения.
Фильтр устанавливается на баке трансформатора при помощи двух своих патрубков, которыми он присоединяется к плоским кранам, установленным на патрубках бака трансформатора. Патрубки фильтра приварены к стальным трубам с условным проходом 80 мм. Термосифонный фильтр заполняется поглощающим веществом — сорбентом. Вследствие разности температур масла в баке работающего трансформатора и находящегося в термосифонном фильтре возникает конвекционная циркуляция масла через фильтр сверху вниз. Омываемый маслом сорбент отбирает из масла влагу, шлам, кислоты и перекисные соединения, образующиеся в процессе старения масла и твердой изоляции трансформатора.
Циркуляция масла через термосифонный фильтр подтверждается несколько большим нагревом верхней части фильтра по сравнению с его нижней частью.
В изготовляемых трансформаторными заводами термосифонных фильтрах в качестве сорбента применяется силикагель марки КСК (крупный силикагель крупнопористый) дробленый или гранулированный по ГОСТ 3956-54. Размер зерен гранулированного силикагеля должен быть в пределах 2—7 мм. Изготовляемые фильтры вмещают 4; 6; 10; 50; 100 и 150 кг силикагеля. На трансформаторе устанавливают один или несколько фильтров. Выбор емкости фильтра и их числа производят в зависимости от массы масла в трансформаторе: масса силикагеля в фильтре должна составлять 0,8— 1,25% массы всего масла трансформатора при насыпной массе силикагеля 0,5 кг/дм³.
Согласно практике применения термосифонных фильтров расчетное количество силикагеля в процентах массы масла установлено следующее:
Масса масла, т       До 1 1—30 Более 30
Количество силикагеля, %          1,25   1          0,8
Число фильтров, устанавливаемых на одном трансформаторе, рекомендуется выбирать следующее:

Силикагель, засыпаемый в фильтр, должен быть предварительно просушен при 140°С в течение 8 ч или 80 при 300°С в течение 2 ч. Одна из конструкций термосифонного фильтра (рис. 1,б) представляет собой стальной цилиндр, к нижней и верхней частям которого приварены колпаки с цилиндрами меньшего диаметра и патрубками для присоединения фильтра к трансформатору. В нижней части корпуса помещена решетка с лежащей на ней стальной сеткой, препятствующей уносу зерен силикагеля потоком масла в бак трансформатора.

Рис. 1. Установка термосифонного фильтра.
а — на 4.6 и 10 кг сорбента; б — на 50, 100 и 150 кг сорбента; 1 — термосифонный фильтр; 2 — верхний патрубок; 3— нижний патрубок; 4— бак трансформатора; 5 — крышка трансформатора.

На решетке и сетке лежит масса засыпанного в цилиндр силикагеля. Засыпку силикагеля производят через крышку наверху корпуса. Заполнение фильтра маслом перед его включением в работу должно производиться снизу. В нижней части корпуса имеется отстойник со спускной пробкой. Размеры термосифонных фильтров приведены в табл. 6 (рис. 1,а) и 7 (рис. 2,б).
Для термосифонных фильтров с емкостью силикагеля 50, 100 и 150 кг Н2 равно 2000, 2285, 2485, 2685, 3000, 3250, 3750, 4000, 4250 мм.
Включение термосифонных фильтров производят следующим образом: 1) разбирают фильтр, очищают внутренние поверхности фильтра и соединительных патрубков от загрязнений и промывают их чистым сухим трансформаторным маслом; 2) отсеивают сухой сорбент от пыли и засыпают его в фильтр; 3) фильтр устанавливают на патрубках трансформатора при закрытых плоских кранах; 4) открывают воздушный кран (пробку) на колпаке фильтра и при незначительно открытом кране нижнего патрубка заполняют фильтр маслом из бака трансформатора.

Таблица 6

При появлении масла в воздушном кране закрывают кран нижнего патрубка и дают отстояться фильтру в течение 1 ч. После этого спускают часть масла из отстойника фильтра через спускную пробку; 5) открывают верхний и нижний краны, полностью заполняют фильтр и патрубок маслом и закрывают воздушный кран; доливают масло в расширитель до установленной отметки; 6) засыпанный в термосифонные фильтры емкостью более 50 кг силикагель промывают чистым и сухим трансформаторным маслом с очисткой масла фильтр-прессом.
Таблица 7

Перезарядку фильтра производят при достижении кислотного числа масла 0,1—0,15 мг КОН на 1 г масла. Отбор проб масла из бака трансформатора производят согласно требований местных инструкций.