TRANSEC
TRANSEC — это мультифункциональная автоматизированная система восстановления изоляции маслонаполненных силовых трансформаторов, автотрансформаторов, реакторов любых типоразмеров. Проблема влажности в транcформаторах широко известна. Силовой трансформатор (автотрансформатор, реактор) разделяется на 7 функциональных узлов, каждый из которых вносит свой вклад в его техническое состояние. На два узла, определяющих в сумме 50% общей надежности трансформатора, – изоляционную систему и обмотки – негативно влияют влага и продукты старения трансформаторного масла и целлюлозы.)
Силовой трансформатор (автотрансформатор, реактор) разделяется на 7 функциональных узлов, каждый из которых вносит свой вклад (%) в его техническое состояние. На два узла, определяющих в сумме 50% общей надежности трансформатора, – изоляционную систему и обмотки – негативно влияют влага и продукты старения трансформаторного масла и целлюлозы.
Твердая изоляция обмоток обуславливает ресурс оборудования. От ее увлажненности и степени износа зависит срок службы и безаварийность работы трансформатора, а также возможность создания необходимых сетевых режимов.
 |
ОТ – обмотки трансформатора; * Методика Минэнерго, утверждена приказом Минэнерго России от 26.07.2017 г. No 676 |
Откуда берется влага в изоляции силового трансформатора?
Два источника влаги
-
ВЛАГА ИЗ АТМОСФЕРЫ. Недостатки конструкции и эксплуатации способствуют проникновению атмосферной влаги. Скорость роста влажности изоляции из-за атмосферной влаги: 0,03 – 0,05 % в год
-
ВЛАГА КАК ПРОДУКТ СТАРЕНИЯ. Старение/окисление — неотъемлемый процесс в эксплуатации, продуктом которого является влага. Скорость роста влажности изоляции из-за старения целлюлозы/масла: 0,04 – 0,05% в год
Влагосодержание твердой изоляции нового трансформатора на выходе из производства 0,5–0,8 %; после монтажа не более 1%. К 25 годам эксплуатации трансформатора ожидается влажность твердой изоляции 2,7–3,0 % (норма не более 2%).
В конструкции трансформаторов отсутствуют штатные узлы для удаления влаги из изоляции.
Нормативные требования к степени Wти %. Ось ординат - %
Наличие масла не предохраняет твердую изоляцию от увлажнения, оно лишь замедляет этот процесс. Увлажнение твердой изоляции в эксплуатации происходит путем миграции влаги из масла. При этом насыщающее значение влагосодержания целлюлозной изоляции, в отличие от масла, практически не зависит от температуры и составляет около 17 %.
Проблемы, которые вызывает повышенная влажность изоляции
- Увеличивает риск внутренних КЗ
- Влияет на трудоемкость и качество ремонтов – на межремонтный период
- Избыточная влажность твердой изоляции (Wб) снижает срок полезного использования трансформатора
- Рост влажности снижает температуру, которую может безотказно выдержать витковая изоляция трансформатора
Сложности оценки степени увлажнения изоляции
Постоянная миграция влаги внутри трансформатора
При снижении t, когда масло содержит предельное количество воды, часть ее в виде капель осаждается на твердых включениях в масле, на поверхности твердой изоляции или выстраивается в проводящие цепочки.
При росте t из увлажненной витковой изоляции выделяется масло, а микрокапилляры заполняются пузырьками водяных паров, что увеличивает риск внутренних КЗ.
При t < 0 °С вода, выделяясь из масла, превращается в кристаллы льда, которые могут привести к повреждению трансформатора при его вводе в работу.
В твердую изоляцию вода проникает из масла, но скорость этой миграции и обратного процесса разная, поэтому сложно корректно оценить влажность целлюлозы и риск повреждения трансформатора.
Основная масса влаги находится в труднодоступных местах
До 98% влаги, присутствующей в трансформаторе, содержится в целлюлозной изоляции. Вместо трудоемкого прямого измерения ее влажность оценивают косвенно, по влажности масла.
Достижение равновесного состояния
Чем выше t масла, тем с большей точностью можно расчетным способом, посредством равновесных кривых Ооммена (рис. 3), определить содержание воды в бумаге. Если у масла, проба которого отобрана из трансформатора, прогретого до 60 °С, этот показатель не превышает 10 г/т, то влагосодержание твердой изоляции можно не определять.
Только непрерывная фильтрация эффективна для поддержания нормативного состояния изоляции трансформатора
- Влага накапливается в изоляции непрерывно и является одной из основных проблем надежности и срока службы трансформатора.
- С ростом мощности растет и сложность сушки изоляции. Диффузия воды из бумаги в масло протекает очень медленно, соответственно длительность сушки изоляции классическими методами может занимать значительную часть от общей продолжительности капитального ремонта.
- Длительность средних и капитальных ремонтов трансформатора может быть ограничена, это будет сказываться на глубине (эффективности) сушки изоляции, а следовательно и на сокращении межремонтного периода.
Онлайн-фильтрация позволяет проводить медленную глубокую сушку как жидкой, так и твердой изоляции трансформатора под нагрузкой.
Принцип работы модуля TRANSEC
При наполнении цеолитом марки NaA
Масло протекает сквозь слой цеолита марки NaA. Этот гранулированный адсорбент с порами, близкими по размеру к молекулам воды, поглощает влагу из масла. При этом он не влияет на предиктивную диагностику трансформатора, так как не адсорбирует антиокислительные присадки, газы и фурановые производные.
Твердая изоляция осушается в результате диффузии: для уравновешивания своей концентрации влага из целлюлозы проникает в непрерывно осушаемое масло. При прохождении масла через модуль с цеолитом вода адсорбируется. Такой щадящий процесс позволяет глубоко осушать изоляцию обмоток без жесткого воздействия на нее высоких температур и вакуума.
При наполнении силикагелем марки КСКГ
Регенерация масел основана на адсорбции продуктов старения, образующихся в процессе окисления, методом перколяции через стационарный слой адсорбента: крупнопористого гранулированного силикагеля КСКГ. Силикагель КСКГ, имеющий средний радиус пор 50–70 Å, извлекает продукты старения из масла.Способы установки модуля TRANSEC
При эксплуатации TRANSEC на открытом воздухе необходимо использовать шкаф для наружной установки (ШН).
Примеры установок
К концу 2021 года установлено более 2500 единиц TRANSEC.
