Модули TRANSEC — надежный и безопасный способ сушки твердой изоляции маслонаполненных силовых трансформаторов под напряжением

Page 1
background image

Page 2
background image

86

Модули TRANSEC — надежный 
и безопасный способ сушки твердой 
изоляции маслонаполненных силовых 
трансформаторов под напряжением

АО

 «

НПО

 «

Стример

» 

предлагает

 

простое

 

и

 

эффективное

 

решение

 

проблемы

 

продления

 

срока

 

службы

 

силовых

 

трансформаторов

 

путем

 

использования

 

модулей

 TRANSEC,

которые

 

позволяют

 

осуществлять

 

непрерывную

 

сушку

 

масла

 

и

 

целлюлозной

 

изоляции

 

на

 

работающем

 

трансформаторе

.

С

иловые

 

трансформаторы

 

и

 

автотранс

-

форматоры

  (

СТ

являются

 

основными

 

элементами

 

электрических

 

сетей

 

и

 

энер

-

госистем

определяющими

 

надежность

 

и

 

экономичность

 

их

 

функционирования

Особен

-

ностью

 

экономического

 

развития

 

Российской

 

энергетики

 

в

 

настоящее

 

время

 

и

 

в

 

среднесрочной

 

перспективе

 

является

 

необходимость

 

эксплуата

-

ции

 

значительного

 

числа

 

силовых

 

трансформа

-

торов

 

с

 

большим

 

сроком

 

службы

превышающим

 

установленный

 

ГОСТ

 11677-85 

нормативный

 

срок

 

в

 1,5–2 

раза

.

В

 

сложившихся

 

условиях

 

особое

 

значение

 

приобретает

 

проблема

 

продления

 

срока

 

службы

 

трансформаторов

что

 

требует

 

изменения

 

подхо

-

дов

 

к

 

их

 

обслуживанию

которое

 

должно

 

быть

 

на

-

правлено

 

на

 

восстановление

 

эксплуатационных

 

свойств

 

узлов

 

и

 

элементов

определяющих

 

их

 

жиз

-

неспособность

Как

 

известно

фактически

 

ресурс

 

трансфор

-

матора

 

определяется

 

состоянием

 

целлюлозной

 

изоляции

 

обмоток

которая

 

является

 «

слабым

 

зве

-

ном

» — 

потенциально

 

опасным

 

элементом

 

кон

-

струкции

 

трансформатора

В

 

процессе

 

эксплуата

-

ции

 

изоляция

 

обмоток

 

подвергается

 

воздействию

 

таких

 

факторов

ускоряющих

 

процесс

 

ее

 

старения

как

 

влага

кислород

продукты

 

окисления

 

масла

температура

Таким

 

образом

управляя

 

данны

-

ми

 

переменными

можно

 

существенно

 

увеличить

 

срок

 

службы

 

твердой

 

изоляции

 

и

 

продлить

 

ресурс

 

трансформатора

.

Наибольшую

 

опасность

 

для

 

целлюлозной

 

изо

-

ляции

 

трансформатора

 

представляет

 

влага

Она

 

оказывает

 

негативное

 

влияние

 

на

 

диэлектриче

-

ские

 

характеристики

химическую

 

стойкость

 

к

 

раз

-

ложению

 

и

 

механическую

 

прочность

 

твердой

 

изо

-

ляции

Влага

 

значительно

 

ускоряет

 

температурное

 

старение

 

целлюлозы

.

Актуальность

 

проблем

 

поддержания

 

эксплуа

-

тационных

 

характеристик

 

изоляции

 

и

 

контроля

 

ее

 

влагосодержания

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

 

наш

-

ли

 

свое

 

отражение

 

в

 

изменениях

 

и

 

дополнениях

 

к

 

НТД

применяемым

 

в

 

России

 

для

 

оценки

 

состоя

-

ния

 

электрооборудования

Согласно

 

требованиям

 [1] 

допустимое

 

значе

-

ние

 

влагосодержания

 

твердой

 

изоляции

 

вновь

 

вводимых

 

трансформаторов

 

и

 

трансформаторов

прошедших

 

капитальный

 

ремонт

, — 

не

 

выше

 1%, 

а

 

эксплуатируемых

 

трансформаторов

 — 

не

 

выше

 

2% 

по

 

массе

.

Приведение

 

влагосодержания

 

изоляции

 

экс

-

плуатируемых

 

трансформаторов

 

к

 

установленному

 

стандартом

 

нормативу

 

возможно

 

двумя

 

способами

.

Первый

 

способ

 

заключается

 

в

 

непосредствен

-

ной

 

сушке

 

целлюлозной

 

изоляции

 

обмоток

 

на

 

от

-

ключенном

 

трансформаторе

 

и

по

 

сути

является

 

капитальным

 

ремонтом

  (

производится

 

разгерме

-

тизация

 

трансформатора

слив

 

масла

сушка

 

с

 

по

-

следующей

 

ревизией

 

активной

 

части

 

и

 

т

.

д

.). 

Сле

-

дует

 

отметить

что

 

практически

 

все

 

применяемые

 

при

 

этом

 

методы

 

сушки

 

твердой

 

изоляции

 (

цирку

-

ляция

 

горячего

 

масла

термодиффузия

разбрыз

-

гивание

 

горячего

 

масла

связаны

 

с

 

воздействием

 

повышенных

 

температур

а

 

при

 

вакуумирова

-

нии

 — 

макромеханическими

 

воздействиями

 

на

 

целлюлозу

 

при

 

удалении

 

влаги

В

 

результате

 

это

-

го

 

процесса

 

наблюдается

 

ускоренное

 

старение

 

бумажной

 

изоляции

 

и

как

 

следствие

снижение

 

ее

 

степени

 

полимеризации

 (

на

 50–250 

ед

.) [2]. 

Не

-

обходимо

 

также

 

учитывать

 

возможность

 

окисле

-

ния

 

нагретого

 

масла

 

и

 

загрязнения

 

изоляции

 

про

-

дуктами

 

старения

Кроме

 

того

как

 

и

 

при

 

любом

 

ремонте

возмож

-

но

 

случайное

 

повреждение

 

отдельных

 

элементов

 

(

особенно

 

при

 

подъеме

 

и

 

установке

 

колокола

), 

за

-

грязнение

 

активной

 

части

а

 

также

 

попадание

 

по

-

сторонних

 

предметов

 

в

 

бак

 

и

 

др

Таким

 

образом

данный

 

способ

 

является

 

не

 

только

 

затратным

  (

стоимость

 

сушки

 

в

 

зависимо

-

сти

 

от

 

мощности

 

и

 

класса

 

напряжения

 

составляет

 

600–1200 

тыс

руб

.), 

но

 

и

 

потенциально

 

опасным

так

 

как

 

может

 

привести

 

к

 

снижению

 

надежности

ресурса

 

и

 

даже

 

к

 

отказам

а

 

в

 

итоге

 — 

к

 

значитель

-

ным

 

материальным

 

потерям

ОБОРУДОВАНИЕ


Page 3
background image

87

Второй

 

способ

 — 

сушка

 

изоляции

 

трансформато

-

ра

 

без

 

отключения

 

от

 

сети

.

Имеется

 

положительный

 

опыт

 

применения

 

раз

-

личных

 

методов

 

обработки

 

целлюлозной

 

изоляции

 

трансформаторов

 

под

 

напряжением

 

с

 

применением

 

передвижных

 

установок

 [3].

АО

  «

НПО

  «

Стример

» 

предлагает

 

простой

 

и

 

эф

-

фективный

 

метод

 

сушки

 

твердой

 

изоляции

 

работа

-

ющих

 

трансформаторов

 

посредством

 

непрерывной

 

сушки

 

масла

 

в

 

модулях

 TRANSEC.

Технологический

 

процесс

 

сушки

 

работающего

 

трансформатора

 

системой

 TRANSEC (

рисунок

 1) 

разработан

 

для

 

обеспечения

 

безопасной

 

работы

 

в

 

течение

 24 

часов

 

в

 

сутки

 

без

 

участия

 

обслуживаю

-

щего

 

персонала

В

 

контур

 

трансформатора

 

встраива

-

ется

 

циркуляционный

 

насос

прокачивающий

 

масло

 

со

 

скоростью

 60 

л

/

час

 

через

 3 (

или

 1 

в

 

зависимости

 

от

 

модификации

фильтра

заполненных

 

цеолитом

Всасывающая

 

линия

 

подсоединена

 

к

 

донному

 

зали

-

вочному

 

крану

 

трансформатора

масло

 

возвраща

-

ется

 

из

 

установки

 

в

 

трансформатор

 

через

 

вентиль

 

в

 

верхней

 

части

 

бака

С

 

помощью

 

одного

 

комплекта

 

цилиндров

 

можно

 

удалить

 

до

 11 

литров

 

воды

.

Для

 

контроля

 

влажности

 

масла

 

на

 

входе

 

и

 

вы

-

ходе

 

из

 

системы

 

устанавливаются

 

два

 

зонда

 Vaisala 

MMT 162, 

которые

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

 

из

-

меряют

 

влагосодержание

  (

в

 ppm) 

и

 

температуру

 

(

в

 

градусах

 

Цельсия

масла

Информация

 

отобра

-

жается

 

на

 

жидкокристаллическом

 

дисплее

 

блока

 

контроля

 

и

 

управления

  (

возможна

 

организация

 

пе

-

редачи

 

данных

 

в

 SCADA). 

Сигналом

 

для

 

замены

 

на

-

сыщенных

 

цилиндров

 

служит

 

равенство

 

показаний

 

на

 

входе

 

и

 

выходе

 

системы

Цеолит

используемый

 

в

 

качестве

 

адсорбента

 

в

 

фильтрах

 

установки

 TRANSEC, 

обладает

 

высокой

 

адсорбционной

 

активностью

 

и

 

емкостью

 

по

 

отно

-

шению

 

к

 

воде

 

и

 

поэтому

 

обеспечивает

 

удаление

 

из

 

масла

 

значительной

 

части

 

растворенной

 

воды

даже

 

при

 

малом

 

ее

 

содержании

Благодаря

 

непрерывно

-

му

 

сокращению

 

количества

 

воды

 

в

 

масле

влага

со

-

держащаяся

 

в

 

твердой

 

изоляции

подчиняясь

 

закону

 

равновесия

мигрирует

 

в

 

масло

а

 

затем

при

 

про

-

хождении

 

масла

 

через

 

фильтры

активно

 

адсорби

-

руется

 

цеолитом

Такой

 

циклический

 

эффект

 

позво

-

ляет

 

сохранять

 

изоляцию

 

обмоток

 

постоянно

 

сухой

замедляя

 

ее

 

старение

что

 

обеспечивает

 

надежную

 

и

 

безопасную

 

работу

 

трансформатора

значительно

 

увеличивает

 

срок

 

его

 

службы

Кроме

 

того

осушая

 

масло

цеолит

 

повышает

 

эф

-

фективность

 

использования

 

крупнопористого

 

адсор

-

бента

применяемого

 

в

 

термосифонных

  (

адсорбци

-

онных

фильтрах

установленных

 

на

 

отечественных

 

трансформаторах

 

для

 

непрерывной

 

регенерации

 

масла

Предварительная

 

сушка

 

масла

 

цеолитами

 

перед

 

регенерацией

 

масла

 

силикагелем

 (

или

 

другим

 

крупнопористым

 

адсорбентом

позволяет

 

повысить

 

адсорбционную

 

емкость

 

силикагеля

 

по

 

отношению

 

к

 

продуктам

 

старения

 

масла

 [4]. 

Благодаря

 

молекулярно

-

ситовым

 

свойствам

 

цео

-

лит

 

при

 

осушке

 

масла

 

не

 

поглощает

 

антиокислитель

-

ные

 

присадки

а

 

также

 

молекулы

 

газов

растворенных

 

Рис

. 1. 

Устройство

 

системы

 TRANSEC

в

 

масле

Таким

 

образом

установка

 

на

 

трансформа

-

торе

 

модулей

 TRANSEC 

не

 

искажает

 

информацию

 

о

 

процессах

протекающих

 

в

 

трансформаторе

кото

-

рую

 

несет

 

в

 

себе

 

масло

являющееся

 

своеобразной

 

диагностической

 

средой

.

Установка

 TRANSEC 

для

 

сушки

 

изоляции

 

транс

-

форматора

 

специально

 

разработана

 

для

 

возможно

-

 2 (47) 2018


Page 4
background image

88

сти

 

работы

 

под

 

напряжением

Конструкция

 

системы

 

исключает

 

риски

 

проникновения

 

в

 

бак

 

трансформа

-

тора

 

влаги

воздуха

 

и

 

примесей

Низкая

 

скорость

 

потока

 

масла

 

не

 

вызывает

 

турбулентности

 

и

 

явля

-

ется

 

ничтожно

 

малой

 

для

 

инициации

 

статических

 

разрядов

 

в

 

изоляции

Насос

 

полностью

 

погружной

с

 

герметизированным

 

ротором

рассчитан

 

на

 

непре

-

рывную

 

работу

 

и

 

имеет

 

нитриловые

 

уплотнения

 

для

 

совместимости

 

с

 

трансформаторными

 

маслами

Си

-

стема

 

контроля

 

отключает

 

насос

 

при

 

возникновении

 

внештатных

 

ситуаций

Цилиндры

 

изготовлены

 

из

 

не

-

ржавеющей

 

стали

 

и

 

не

 

требует

 

дополнительной

 

за

-

щиты

 

Каждый

 

блок

 TRANSEC 

после

 

изготовления

 

про

-

ходит

 

испытания

 

на

 

герметичность

 

на

 

испытательном

 

стенде

 — 

температура

 

масла

 

поднимается

 

до

 60°C, 

подается

 

давление

 2 

бара

 

в

 

течение

 30 

минут

 

при

 

выключенном

 

насосе

проверяются

 

все

 

соединения

 

и

 

стыки

Тем

 

самым

 

сводятся

 

к

 

минимуму

 

риски

 

уте

-

чек

 

и

 

снижения

 

уровня

 

масла

 

в

 

баке

 

трансформатора

.

Эффективность

 

сушки

 

изоляции

 

с

 

помощью

 

си

-

стем

 TRANSEC 

подтверждается

 

положительным

 

опытом

 

их

 

применения

 

в

 

энергосистемах

 

Велико

-

британии

Франции

ОАЭ

Индии

Китая

Индонезии

 

и

 

многих

 

других

Крупнейшая

 

государственная

 

энер

-

гетическая

 

компания

 

Франции

 — EDF (Électricité de 

France) — 

оснастила

 

все

 

трансформаторы

 

своих

 

АЭС

 

модулями

 TRANSEC.

Предоставленные

 

фактические

 

показатели

 

рабо

-

ты

 TRANSEC 

свидетельствуют

 

об

 

успешном

 

решении

 

с

 

его

 

помощью

 

основных

 

задач

 

восстановления

 

и

 

об

-

новления

 

изоляционной

 

системы

 

трансформатора

:

 

снижение

 

скорости

 

старения

 

изоляционных

 

мате

-

риалов

 

путем

 

непрерывной

 

щадящей

 

сушки

 

изо

-

ляции

 (

рисунок

 2), 

тем

 

самым

 

исключая

 

действие

 

основного

 

интенсификатора

 

старения

 — 

влаги

;

 

поддержание

восстановление

 

и

 

повышение

 

запасов

 

электрической

 

прочности

 

изоляционной

 

системы

 (

рисунок

 3).

Сушка

 

изоляции

 

с

 

помощью

 

системы

 TRAN SEC — 

медленный

 

процесс

что

 

объясняется

 

диффузион

-

ным

 

механизмом

 

извлечения

 

влаги

 

из

 

пропитанной

 

маслом

 

бумаги

Но

 

за

 9–12 

месяцев

 

работы

  (

в

 

за

-

висимости

 

от

 

начального

 

уровня

 

влагосодержания

 

изоляции

нагрузки

 

трансформатора

), 

не

 

подвергая

 

изоляцию

 

воздействиям

 

вредных

 

факторов

модули

 

извлекают

 

из

 

трансформатора

 

не

 

менее

 11 

литров

 

воды

тогда

 

как

 

альтернативными

 

способами

 

удает

-

ся

 

извлечь

 

не

 

более

 5 

литров

кроме

 

того

 

затраты

 

на

 

один

 

цикл

 

сушки

 

с

 

помощью

 TRANSEC 

в

 

три

 

раза

 

ниже

чем

 

стоимость

 

использования

 

альтернативных

 

способов

TRANSEC 

увеличивает

 

ресурс

 

трансформа

-

тора

 

на

 20–25 

лет

 

выше

 

нормативного

при

 

этом

 

срок

 

окупаемости

 

системы

 

составляет

 4–6 

лет

что

 

на

 

основании

 

вышеизложенного

 

делает

 

ее

 

при

-

менение

 

самым

 

эффективным

  (

по

 

операционным

 

затратам

решением

 

по

 

осушению

 

изоляции

 

мас

-

лонаполненных

 

трансформаторов

 

среди

 

альтерна

-

тивных

 

способов

.

Таким

 

образом

принципы

 

работы

 TRANSEC 

делают

 

его

 

безопасным

эффективным

 

и

 

малоза

-

тратным

 

методом

 

восстановления

 

диэлектрических

 

характеристик

 

и

 

осушения

 

изоляции

 

маслонапол

-

ненных

 

трансформаторов

Кроме

 

того

в

 

отличии

 

от

 

других

 

способов

, TRANSEC 

позволяет

 

постоянно

 

(

а

 

не

 

время

 

от

 

времени

поддерживать

 

твердую

 

изо

-

ляцию

 

в

 

сухом

 

состоянии

что

 

значительно

 

снижает

 

скорость

 

деградации

 

изоляционной

 

бумаги

 

и

 

связан

-

ные

 

с

 

этим

 

риски

.

Более

 

подробную

 

информацию

 

о

 TRANSEC 

вы

 

найдете

 

на

 

нашем

 

сайте

 www.streamer.ru. 

Р

Рис

. 2. 

Динамика

 

показателей

 

сетевого

 

трансформато

-

ра

 (69 

кВ

, 32 

МВА

по

 

системе

 

мониторинга

 TRANSEC, 

установленного

 

в

 

июле

 2016 

г

на

 

ПС

 «

Гандария

» (

Джа

-

карта

Индонезия

)

Рис

. 3. 

Динамика

 

изменения

 

величины

 

пробивного

 

на

-

пряжения

 

изоляции

 

сетевого

 

трансформатора

 (69 

кВ

32 

МВА

на

 

ПС

 «

Гандария

» (

Джакарта

Индонезия

). 

Модули

 TRANSEC 

установлены

 

в

 

июле

 2016 

г

Данные

 

предоставлены

 

лабораторией

 PLN

Waktu

kV / 2.5 mm

20

40

60

80

100

Trend Tegangan Tembus

66.5

32.9

33.4

41.2

46.5

58.4

59.2

57.8

29.7

89.2

04-
Jun
’15

20-
Jun
’15

19-

Apr

’16

03-

May

’16

19-

Jul

’16

02-

Aug

’16

22-

Aug

’16

06-

Sep

’16

11-

Oct

’16

01-

Nov

’16

ЛИТЕРАТУРА

1. 

СТО

 34.01-23.1-001-2017. 

Объ

-

ем

 

и

 

нормы

 

испытания

 

электро

-

оборудования

Введен

 

в

 

действие

 

распоряжением

 

ПАО

  «

Россети

» 

 280

р

 

от

 29.05.2017.

2. 

Долин

 

А

.

П

., 

Смекалов

 

В

.

В

Ремонт

 

силовых

 

трансформаторов

 

с

 

дли

-

тельным

 

сроком

 

службы

 // 

ЭЛЕК

-

ТРО

, 2004, 

 1. 

С

. 41–46.

3. 

Силовые

 

трансформаторы

Спра

-

вочная

 

книга

 

под

 

редакцией

 

С

.

Д

Лизунова

 

и

 

А

.

К

Лоханина

М

.: 

Энергоатомиздат

, 2004. 616 

с

.

4. 

РД

 34.43.105-89. 

Методические

 

указания

 

по

 

эксплуатации

 

транс

-

форматорных

 

масел

М

.: 

Союзтех

-

энерго

, 1989. 44 

с

.

ОБОРУДОВАНИЕ


Читать онлайн

АО «НПО «Стример» предлагает простое и эффективное решение проблемы продления срока службы силовых трансформаторов путем использования модулей TRANSEC, которые позволяют осуществлять непрерывную сушку масла и целлюлозной изоляции на работающем трансформаторе.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»