Почему трансформаторы с масляным охлаждением нуждаются в осушителе воздуха | Dingxin

Маслонаполненные трансформаторы с расширительным баком должны компенсировать изменения объёма изоляционного масла при изменении нагрузки и температуры трансформатора. При повышении температуры масло расширяется, а при охлаждении — сжимается.

Этот тепловой цикл вызывает обмен воздуха в воздушной полости расширительного бака с атмосферой. При отсутствии надлежащего контроля влажности в расширительный бак может проникать влажный воздух, пыль и другие загрязнители, что ухудшает состояние изоляционного масла.

Воздушный осушитель трансформатора — также называемый осушающим осушителем или осушителем с силикагелем — осушает и фильтрует воздух, поступающий в расширительный бак. Он действует как «сухая дыхательная маска» для трансформатора, защищая изоляционную систему и обеспечивая надёжную работу.

Что такое Трансформатор Осушитель?

Воздушный осушитель трансформатора — это вспомогательное устройство, обычно подключаемое к воздушной полости расширительного бака маслонаполненного трансформатора. Отдельный осушитель также может устанавливаться на расширительном баке устройства регулирования напряжения под нагрузкой (on-load tap-changer).

Дыхательный клапан обеспечивает контролируемый поток воздуха, поступающего в расширительный бак и выходящего из него. При вдохе входящий воздух проходит через осушитель — обычно индикаторный силикагель, — который поглощает влагу до того, как воздух достигнет расширительного бака.

Традиционные осушающие дыхательные клапаны обычно содержат прозрачную камеру, заполненную силикагелем, и могут включать масляный уплотнительный стакан в нижней части. Документация производителей промышленных дыхательных клапанов подтверждает, что входящий воздух, возникающий при термическом сжатии, проходит через силикагель, а гидравлический клапан может регулировать воздушный поток в обоих направлениях.

Почему трансформаторное масло «дышит»?

Объём трансформаторного масла изменяется при изменении его температуры.

Когда температура масла повышается

По мере роста нагрузки на трансформатор или повышения температуры окружающей среды изоляционное масло нагревается и расширяется. Увеличение объёма масла уменьшает объём воздушного пространства в расширительном баке, вызывая выброс воздуха через дыхательный клапан.

Когда температура масла понижается

Когда трансформатор остывает, масло сжимается. Объём воздушного пространства в расширительном баке увеличивается, и наружный воздух поступает внутрь через осушитель.

Этот процесс часто называют «дыханием» трансформатора. Осушитель не препятствует движению воздуха. Вместо этого он контролирует и очищает воздух, обмениваемый с атмосферой.

Почему влага вредна для трансформатора?

Система изоляции маслонаполненного трансформатора обычно включает как изолирующее масло, так и твёрдую целлюлозную изоляцию. Попадание влаги в эту систему может негативно повлиять на диэлектрические характеристики и ускорить старение изоляции.

Руководство МЭК рассматривает диэлектрические характеристики, старение, стабильность и взаимодействие жидкости с твёрдым материалом как важные функциональные параметры изолирующих жидкостей для трансформаторов.

Правильно обслуживаемый осушитель помогает снизить количество атмосферной влаги, проникающей через расширительный бак. Это способствует:

• Сохранению диэлектрических характеристик изолирующего масла
• Защите твёрдой изоляции трансформатора
• Более стабильное состояние изоляции
• Снижение загрязнения влажным воздухом
• Увеличение срока службы масла и изоляционной системы
• Повышение надёжности работы трансформатора

Осушитель — лишь один элемент системы управления влажностью трансформатора. Необходимо также учитывать прокладки, уплотнения, диафрагмы или баллоны расширительного бака, обработку масла, качество монтажа и методы технического обслуживания.

Основные компоненты традиционного осушителя Трансформатор Дыхательный аппарат

Хотя конструкция зависит от производителя и модели, традиционный осушитель может включать следующие компоненты.

1. Прозрачная камера с осушителем

Прозрачная стеклянная или полимерная камера позволяет обслуживающему персоналу визуально оценивать состояние кремнегеля без демонтажа осушителя.

Камера должна оставаться чистой, целой и герметично закрытой. Трещины, ослабленные соединения или утечки воздуха могут привести к тому, что неочищенный воздух будет миновать осушитель.

2. Указательный гель на основе диоксида кремния

Гель на основе диоксида кремния поглощает влагу из поступающего воздуха. Индикаторное вещество меняет цвет по мере насыщения осушителя.

Исходный и насыщенный цвета зависят от состава геля на основе диоксида кремния. Например, некоторые продукты меняют цвет с оранжевого на зелёный, тогда как другие типы могут использовать иные цветовые комбинации. Персонал по техническому обслуживанию должен руководствоваться прилагаемой к конкретному дыхательному устройству цветовой шкалой и инструкциями, а не универсальным цветовым правилом.

3. Фильтры и удерживающие сетки

Сетки или фильтры удерживают частицы геля на основе диоксида кремния внутри камеры и препятствуют попаданию пыли осушителя в проход для воздухообмена или его засорению.

4. Масляная чашка или гидравлический клапан

Многие традиционные дыхательные устройства оснащены нижней масляной чашкой. Она создаёт гидравлическое уплотнение, ограничивает постоянный контакт геля на основе диоксида кремния с наружным воздухом и помогает предотвратить проникновение пыли и загрязнений в дыхательное устройство.

Уровень масла должен поддерживаться в соответствии с инструкциями производителя дыхательного клапана. Слишком низкий уровень масла может нарушить герметичность уплотнения, а неправильное заполнение может ограничить нормальный воздушный поток.

5. Соединительная труба и фланец

Соединительная труба соединяет дыхательный клапан с воздушным пространством расширительного бака. Труба, прокладка и фланец должны оставаться герметичными и незаблокированными, чтобы воздух проходил через дыхательный клапан, а не через неконтролируемую точку утечки.

Как работает дыхательный клапан трансформатора?

Во время вдоха трансформатора наружный воздух поступает через нижнюю часть дыхательного клапана. В зависимости от конструкции он проходит через масляное уплотнение или гидравлический клапан, а затем через силикагель.

Силикагель поглощает водяной пар из поступающего воздуха. Осушенный воздух затем проходит по соединительной трубе в расширительный бак.

Во время выдоха воздух движется в противоположном направлении и возвращается в атмосферу через сборку дыхательного клапана. Точный путь воздушного потока и работа клапана зависят от конструкции дыхательного клапана.

Принцип работы можно кратко описать следующим образом:

1. Трансформаторное масло изменяет свой объём при изменении температуры.
2. Расширительный бак обменивается воздухом с атмосферой.
3. Поступающий воздух проходит через осушитель.
4. Силикагель удаляет влагу из воздуха.
5. Масляное уплотнение или клапан регулирует поток воздуха и предотвращает попадание загрязнений.
6. Осушенный воздух поступает в расширительный бак.

Что произойдёт, если осушитель не обслуживать?

Насыщенный, протекающий, пустой или забитый осушитель не может эффективно выполнять свою функцию.

Насыщенный силикагель

Когда осушитель достигает своей влагоемкости, он больше не может эффективно осушать поступающий воздух. Продолжение работы в таком состоянии повышает риск проникновения влажного воздуха в расширительный бак.

Пустой или загрязненный масляный стакан

Если масляный стакан пуст, протекает, загрязнен или эмульгирован, он может перестать выполнять предназначенную функцию уплотнения и фильтрации.

Заблокированный воздушный поток

Порошкообразный силикагель, грязь, поврежденные сетки или забитая соединительная трубка могут ограничивать дыхание. Заблокированный проход может нарушить нормальное выравнивание давления в расширительном баке и требует немедленного выявления.

Утечка воздуха

Ослабленные соединения, вышедшие из строя прокладки или треснувшие прозрачные камеры могут позволить воздуху миновать силикагель, вследствие чего в расширительный бак будет поступать неочищенный атмосферный воздух.

Неправильный монтаж

Установка вентиляционного устройства под углом, использование неправильного количества масла, оставление транспортных заглушек или подключение к забитой трубе могут препятствовать его правильной работе.

Чек-лист проверки вентиляционного устройства трансформатора

Проверка дыхательного клапана должна входить в программу регулярного контроля состояния трансформатора.

Внешнее состояние

Проверьте, что:

• Дыхательный клапан установлен надёжно и строго вертикально.
• Прозрачная камера не имеет трещин и повреждений.
• Визуально отсутствуют утечки масла или воздуха.
• Смотровое окно достаточно чистое для наблюдения за силикагелем.
• Фланцы, соединительные детали и крепёжные элементы остаются надёжно зафиксированными.

Состояние силикагеля

Убедитесь, что:

• Цвет силикагеля соответствует состоянию «сухой» по спецификации производителя.
• Изменение цвета ещё не достигло предела, при котором требуется замена или регенерация, согласно указаниям производителя.
• Силикагель не превратился в порошок, не уплотнился и не загрязнился.
• Воздушные проходы и удерживающие сетки не забиты.

Изменение цвета примерно на одной половине–двух третях объема силикагеля иногда используется как сигнал для технического обслуживания обычных устройств. Однако это не должно заменять инструкции по эксплуатации установленного воздухоосушителя. Составы силикагеля и индикаторные цвета могут различаться.

Масляный уплотнительный стакан

Убедитесь, что:

• Уровень масла соответствует указанному.
• Масло чистое и не содержит видимой воды или эмульсии.
• Стакан не имеет трещин и не протекает.
• Прокладка и крепежные элементы находятся в исправном состоянии.

Соединения и воздушный проход

Проверить:

• Труба соединения консерватора
• Фланцевые прокладки и резьбовые соединения
• Сетки и внутренние каналы для воздушного потока
• Признаки засорения, коррозии или механических повреждений

Рабочее состояние

Неожиданное поведение давления, аномальное пузырение, постоянный односторонний воздушный поток или необычные показания консерватора требуют расследования в соответствии с руководствами по трансформатору и осушителю.

Когда следует заменить силикагель?

Силикагель следует заменить или регенерировать при достижении состояния, указанного производителем осушителя.

Частота технического обслуживания зависит от:

• Объёма масла трансформатора
• Пропускной способности осушителя
• Влажность окружающей среды
• Температура окружающей среды
• Нагрузка трансформатора
• Изменение температуры масла
• Частота тепловых циклов
• Состояние расширителя и уплотнений

Данные производителя показывают, что эти параметры напрямую влияют на подбор размера осушителя и интервалы его технического обслуживания. Поэтому осмотр по состоянию, как правило, надёжнее, чем применение одинакового графика замены для всех трансформаторов.

Некоторые традиционные виды кремнегеля можно регенерировать путём контролируемого нагрева, однако допустимая температура и процедура зависят от конкретного продукта. Загрязнённый или сильно измельчённый осушитель не следует автоматически повторно использовать.

Также доступны саморегенерирующиеся осушители. Эти устройства автоматически сушат кремнегель и отслеживают циклы дыхания, снижая необходимость в ручной замене осушителя.

Важные требования безопасности

Обслуживание осушителя трансформатора должно выполняться квалифицированным персоналом в соответствии с утверждёнными на объекте процедурами безопасности.

Перед демонтажем, вскрытием или обслуживанием осушителя:

• Следуйте инструкциям производителя трансформатора.
• Уточните, необходимо ли отключить трансформатор от питания или изолировать его.
• Предотвратите непреднамеренное срабатывание или сброс давления.
• Используйте соответствующее средство индивидуальной защиты.
• Учитывайте опасности, связанные с горячим маслом, электричеством и работой на высоте.
• Защитите отверстие расширителя от загрязнения атмосферой.
• Не оставляйте дыхательную трубку открытой дольше необходимого.
• Используйте только одобренные осушители, масло, уплотнения и запасные части.

Эксплуатационные инструкции для вспомогательных устройств трансформатора предупреждают персонал об отключении соответствующего оборудования от питания и запрещают его повторное подключение до завершения электротехнического обслуживания.

Значение технического обслуживания осушителей

Дыхательный патрон трансформатора — это относительно небольшой вспомогательный элемент, выполняющий важную защитную функцию. Просушивая поступающий воздух и препятствуя проникновению загрязнений в расширительный бак, он способствует сохранению состояния изоляционного масла и общей системы изоляции трансформатора.

Простыми словами, дыхательный патрон — это «маска для сухого дыхания» трансформатора:

• Он обеспечивает обмен воздуха в расширительном баке.
• Он удаляет влагу из поступающего воздуха.
• Он способствует фильтрации пыли и загрязнений.
• Он обеспечивает выравнивание давления.
• Он способствует защите изоляционного масла.
• Он снижает риски технического обслуживания, которые можно избежать.

Поэтому регулярный осмотр силикагеля, масляного стакана, уплотнений и воздушного канала является обязательной частью технического обслуживания маслонаполненных трансформаторов.

Решения для трансформаторов от Dingxin Electric

Компания Dingxin Electric производит масляные распределительные и силовые трансформаторы по индивидуальным техническим заданиям для проектов в сфере электроснабжения, промышленности, возобновляемой энергетики, коммерческой недвижимости и инфраструктуры.

Мощность трансформатора, коэффициент трансформации, частота, группа соединения обмоток, сопротивление короткого замыкания, диапазон регулирования напряжения, способ охлаждения, комплектация и функции мониторинга могут быть настроены в соответствии с техническими требованиями заказчика.

Для подбора трансформатора или получения информации по техническому обслуживанию свяжитесь с компанией Dingxin Electric, указав требуемую мощность, первичное и вторичное напряжение, частоту, условия установки и применимый стандарт.