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
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
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
Оригинал статьи: 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.
