34
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2,
сентябрь
2016
34
Установка
для
интенсификации
регенерации
трансформаторного
масла
В
целях
совершенствования
про
-
цесса
регенерации
трансфор
-
маторных
масел
в
ПАО
«
МРСК
Волги
» (
входит
в
группу
компаний
ПАО
«
Россети
»)
проведены
исследования
по
разработке
и
созданию
высокопроиз
-
водительной
мобильной
установки
для
регенерации
трансформаторного
масла
.
В
рамках
выполнения
работы
создана
перспективная
базовая
конструкция
реге
-
нерационной
установки
,
отвечающая
со
-
временным
требованиям
экологической
безопасности
,
энергетической
эффектив
-
ности
и
ресурсосбережения
.
Трансформаторные
масла
применя
-
ются
в
качестве
электроизолирующей
и
теплоотводящей
среды
в
маслона
-
полненном
электрооборудовании
,
в
том
числе
в
силовых
трансформаторах
,
мас
-
ляных
выключателях
,
трансформаторах
тока
и
напряжения
.
С
этой
целью
транс
-
форматорные
масла
должны
обладать
высокой
химической
стабильностью
и
электрической
прочностью
,
то
есть
способностью
длительное
время
в
про
-
цессе
эксплуатации
не
изменять
своих
свойств
.
Однако
в
электрооборудовании
в
процессе
эксплуатации
масло
подвер
-
гается
воздействию
различных
факторов
,
таких
как
кислород
,
высокие
температуры
и
электромагнитные
поля
,
что
приводит
к
естественному
старению
масла
[1, 2].
Следовательно
,
для
увеличения
срока
службы
электрооборудования
необходи
-
мо
производить
регулярную
работу
по
за
-
мене
трансформаторного
масла
с
после
-
дующей
утилизацией
.
Утилизация
масла
является
обязательным
требованием
по
экологической
безопасности
,
в
то
же
вре
-
мя
является
нецелесообразной
тратой
ре
-
сурсов
.
Регенерация
отработанных
транс
-
форматорных
масел
является
одним
из
Дмитрий
БАГАЕВ
,
заместитель
начальника
департамента
технологического
развития
и
инноваций
ПАО
«
МРСК
Волги
»
Технология
регенерации
трансформаторного
масла
исполь
-
зуется
энергетическими
компаниями
для
восстановления
характеристик
трансформаторного
масла
и
обеспечения
на
-
дежной
работы
маслонаполненного
оборудования
.
При
этом
регенерация
масла
отличается
меньшими
затратами
по
срав
-
нению
с
обычной
заменой
масла
,
потерявшего
свои
характе
-
ристики
в
процессе
эксплуатации
.
В
то
же
время
организации
предъявляют
все
более
высокие
требования
к
повышению
эффективности
технологических
процессов
.
Александр
АЛЕКСАНДРОВ
,
заместитель
начальника
отдела
инновационного
и
научно
-
технического
развития
Департамента
технологического
развития
и
инноваций
ПАО
«
МРСК
Волги
»
Контроль
качества
изоляции
35
35
лучших
способов
сохранения
физико
-
химических
свойств
масла
.
Накопленный
опыт
по
регенерации
отработанных
трансформаторных
масел
подтверждает
ее
экономиче
-
скую
обоснованность
.
Целью
проводимых
в
ПАО
«
МРСК
Волги
»
исследова
-
ний
и
разработок
являлось
совершенствование
техноло
-
гии
очистки
и
восстановления
трансформаторного
масла
.
Основными
задачами
при
этом
являлись
:
увеличение
про
-
изводительности
и
эффективности
процесса
регенерации
,
снижение
затрат
,
обеспечение
интенсификации
процесса
регенерации
и
непрерывного
контроля
рабочих
параметров
,
автоматизация
процесса
очистки
,
продление
срока
службы
расходного
материала
,
повышение
экологической
безопас
-
ности
процесса
.
Проведенный
в
рамках
выполнения
работ
анализ
существующих
методов
очистки
и
имеющихся
на
рынке
установок
для
регенерации
трансформаторного
мас
-
ла
позволил
сделать
вывод
об
ограниченных
возможностях
существующих
установок
для
решения
поставленных
задач
.
Как
известно
,
в
эксплуатационном
трансформаторном
масле
содержится
растворенная
вода
,
образующаяся
в
про
-
цессе
эксплуатации
масла
и
изоляции
,
а
также
вода
,
попада
-
ющая
в
масло
из
окружающей
среды
.
Растворенная
в
масле
вода
является
наиболее
опасной
примесью
в
масле
,
так
как
даже
небольшое
ее
количество
значительно
снижает
диэлектрическую
прочность
трансформаторного
масла
[3].
Стабильность
масла
также
характеризуется
наличием
в
нем
загрязнений
и
шлама
,
в
том
числе
образовавшихся
в
резуль
-
тате
старения
твердой
изоляции
(
компонентов
лака
обмоток
и
шлама
).
Кроме
того
на
свойства
масла
влияет
его
хими
-
ческий
состав
,
в
том
числе
наличие
кислот
,
образованных
в
процессе
окисления
масла
,
асфальто
-
смолистых
веществ
и
других
компонентов
.
Для
очистки
отработанных
масел
применяют
разноо
-
бразные
технологические
методы
,
основанные
на
физи
-
ческих
,
физико
-
химических
и
химических
процессах
[1, 4].
Обычно
применяют
комбинированные
методы
очистки
,
обе
-
спечивающие
получение
высоко
-
качественных
регенерированных
масел
.
Очистка
отработанных
масел
—
удаление
из
масла
ме
-
ханических
примесей
и
воды
при
помощи
физических
методов
.
Регенерация
отработанных
ма
-
сел
—
это
более
глубокая
очист
-
ка
масел
от
продуктов
старения
масел
при
помощи
химических
и
физико
-
химических
методов
.
Процесс
регенерации
масла
включает
откачку
трансформа
-
торного
масла
из
оборудования
,
нагрев
,
фильтрацию
,
дегазацию
и
обезвоживание
,
возврат
в
обо
-
рудование
.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
СХЕМА
РЕГЕНЕРАЦИОННОЙ
УСТАНОВКИ
На
основании
проведенных
исследований
и
расчетов
была
разработана
технологическая
схема
регенерационной
уста
-
новки
,
состоящая
из
многоступенчатой
системы
очистки
и
вос
-
становления
физико
-
химических
свойств
масла
,
причем
все
ступени
могут
работать
как
в
общем
комплексе
,
так
и
по
отдель
-
ности
.
Данная
схема
также
обеспечивает
цикличность
процесса
очистки
и
восстановления
масла
.
Разрабатываемая
установка
предназначена
для
регенерации
отработанных
или
свежих
трансформаторных
масел
адсорбционным
методом
и
методом
вакуумной
сушки
.
Кроме
того
,
в
рамках
выполнения
работы
были
проведены
теоретические
и
экспериментальные
иссле
-
дования
по
технологии
СВЧ
-
нагревом
(
СВЧ
-
модификацией
)
трансформаторного
масла
,
разработана
технология
по
ре
-
генерации
трансформаторного
масла
с
использованием
СВЧ
-
энергии
[5–7].
Принятая
технологическая
схема
позволяет
производить
фильтрацию
масла
,
СВЧ
-
обработку
масла
,
ваку
-
умную
сушку
,
фильтрацию
.
По
разработанной
технологической
схеме
(
рисунок
1)
вся
установка
была
разделена
на
четыре
основных
функци
-
ональных
системы
:
–
система
СВЧ
-
обработки
трансформаторного
масла
;
–
эжекторная
вакуумно
-
адсорбционная
система
очист
-
ки
и
дегазации
трансформаторного
масла
;
–
система
адсорбционной
и
тонкой
очистки
трансфор
-
маторного
масла
;
–
система
диагностики
и
контроля
трансформаторного
масла
.
На
основании
разработанной
технологической
схемы
изготовлен
опытный
образец
мобильной
установки
для
ин
-
тенсификации
регенерации
трансформаторного
масла
с
мо
-
ниторингом
свойств
масла
в
процессе
регенерации
(
принято
наименование
«
СВЧУРМ
-10000»).
Регенерационная
установка
СВЧУРМ
-10000
представля
-
ет
собой
комплекс
взаимосвязанного
оборудования
,
смонти
-
Рис
. 1.
Технологическая
схема
36
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2,
сентябрь
2016
Рис
. 2.
Установка
СВЧУРМ
-10000
Рис
. 3.
Система
СВЧ
-
обработки
Рис
. 4.
Эжекторная
вакуумно
-
адсорбционная
система
рованный
в
передвижном
прицепе
(
рисунок
2).
Прицеп
представляет
собой
конструкцию
,
состоящую
из
усиленной
платформы
,
трех
осей
,
шести
пневматических
колес
,
сцепной
петли
,
опорных
стоек
,
тор
-
мозных
агрегатов
,
рычага
ручного
стояночного
тормоза
,
электрообо
-
рудования
.
Все
узлы
и
оборудова
-
ние
установлены
в
кузове
прицепа
и
соединены
последовательно
в
по
-
рядке
технологического
процесса
регенерации
трансформаторного
масла
:
входной
маслонасос
,
СВЧ
-
блок
,
вакуумный
бак
с
эжектором
,
адсорбционный
фильтр
,
фильтр
тонкой
очистки
,
выходной
насос
,
систему
диагностики
и
контроля
трансформаторного
масла
.
СИСТЕМА
СВЧ
-
ОБРАБОТКИ
ТРАНСФОРМАТОРНОГО
МАСЛА
Система
предназначена
для
предварительного
подогре
-
ва
трансформаторного
масла
и
обработки
масла
,
содержа
-
щего
воду
в
свободном
состоянии
в
виде
эмульсии
.
При
помощи
входного
маслонасоса
прокачивают
масло
через
СВЧ
-
блок
,
при
этом
отработанное
трансформаторное
масло
не
взаимодействует
с
СВЧ
-
излучением
ввиду
того
,
что
вода
равномерно
распределена
по
объему
масла
в
малой
концентрации
.
За
счет
применения
СВЧ
-
блока
,
специально
разработанной
конструкции
,
становится
возможным
локаль
-
но
повышать
концентрацию
воды
,
изначально
распределен
-
ной
в
масле
в
малой
концентрации
,
а
также
в
дальнейшем
изменять
ее
фазовое
состояние
,
что
приводит
к
повышению
качества
обезвоживания
масла
.
ЭЖЕКТОРНАЯ
ВАКУУМНО
-
АДСОРБЦИОННАЯ
СИСТЕМА
ОЧИСТКИ
И
ДЕГАЗАЦИИ
ТРАНСФОРМАТОРНОГО
МАСЛА
Система
предназначена
для
термовакуумной
сушки
,
де
-
газации
и
фильтрации
трансформаторного
масла
.
После
СВЧ
-
обработки
масло
поступает
в
нагреватель
,
где
,
в
случае
необходимости
,
обеспечивается
доведение
температуры
масла
до
уровня
,
необходимого
для
качествен
-
ной
дегазации
в
эжекторе
.
Затем
масло
поступает
в
специ
-
ально
разработанную
форсунку
и
распыляется
.
Пары
воды
Контроль
качества
изоляции
37
Рис
. 6.
Система
диагностики
и
контроля
Рис
. 5.
Система
адсорбционной
и
тонкой
очистки
отсасывают
из
вакуумного
бака
при
помощи
вакуумного
насоса
,
после
чего
они
конденсируются
в
ловушке
для
паров
.
СИСТЕМА
АДСОРБЦИОННОЙ
И
ТОНКОЙ
ОЧИСТКИ
ТРАНСФОРМАТОРНОГО
МАСЛА
Система
предназначена
для
очистки
трансформаторного
масла
от
механических
примесей
.
Масло
выкачивается
из
вакуумного
бака
с
помощью
выходного
на
-
соса
и
поступает
в
систему
адсорбционной
очистки
,
где
проходит
через
адсорбционные
фильтры
.
Фильтры
-
адсорберы
представляют
собой
че
-
тыре
вертикальных
цилиндра
,
включенные
параллельно
,
где
масло
очи
-
щается
от
механических
примесей
.
После
фильтров
регенерированное
масло
выкачивается
из
установки
через
выходной
трубопровод
и
про
-
ходит
систему
диагностики
и
контроля
трансформаторного
масла
.
СИСТЕМА
ДИАГНОСТИКИ
И
КОНТРОЛЯ
ТРАНСФОРМАТОРНОГО
МАСЛА
Система
предназначена
для
контроля
качества
регенерации
транс
-
форматорного
масла
в
процессе
работы
.
В
процессе
работы
осуществляется
мониторинг
качества
обрабо
-
танного
трансформаторного
масла
,
в
том
числе
проводится
измере
-
ние
пробивного
напряжения
масла
,
контроль
содержания
массовой
доли
влаги
в
масле
,
мониторинг
уровня
загрязненности
твердыми
частицами
.
В
случае
недостижения
желаемых
характеристик
транс
-
форматорного
масла
существует
возможность
повторного
процесса
регенерации
масла
по
заданному
циклу
очистки
и
восстановления
.
ОСНОВНЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
СВЧУРМ
-10000
Установка
для
интенсификации
регенерации
трансформаторного
масла
СВЧУРМ
-10000
предназначена
для
очистки
масла
от
механи
-
ческих
примесей
,
свободной
и
растворенной
воды
,
водораствори
-
мых
кислот
и
щелочи
.
Дополнительно
регенерационную
установку
СВЧУРМ
-10000
можно
использовать
для
сушки
обмоток
трансформа
-
тора
,
а
также
для
СВЧ
-
обработки
,
фильтрации
и
подогрева
масла
не
-
посредственно
в
трансформаторе
.
Производительность
регенерационной
установки
составляет
:
–
в
режиме
дегазации
,
сушки
и
фильтрации
— 10
мз
/
час
;
–
в
режиме
нагрева
и
фильтрации
— 14
мз
/
час
;
–
в
режиме
регенерации
— 2,0
мз
/
час
.
Максимальная
общая
мощность
установки
по
интенсификации
ре
-
генерации
трансформаторного
масла
с
учетом
трех
ступеней
нагрева
,
вакуумного
насоса
и
СВЧ
-
блока
не
превышает
106
кВт
.
Отличительной
особенностью
установки
СВЧУРМ
-10000
также
является
возможность
работы
ее
в
разных
режимах
производитель
-
ности
,
при
этом
использование
инновационных
конструктивных
и
технологических
решений
(
специально
разработанной
эжекторной
форсунки
-
распылителя
,
СВЧ
-
обработки
,
блока
частотной
регулиров
-
ки
)
позволило
обеспечить
снижение
энергозатрат
в
процессе
работы
установки
.
Установка
может
работать
как
в
ручном
,
так
и
автоматиче
-
ском
режиме
.
Мобильное
исполнение
позволяет
производить
очистку
(
восстановление
)
масла
непосредственно
на
объекте
.
Установка
также
может
использоваться
для
дегазации
трансформаторного
масла
при
заливке
в
трансформаторы
.
38
Ежеквартальный
спецвыпуск
№
2,
сентябрь
2016
Установка
для
интенсификации
регенерации
транс
-
форматорного
масла
СВЧУРМ
-10000
успешно
прошла
опытно
-
промышленную
эксплуатацию
в
Правобережном
производственном
отделении
филиала
ПАО
«
МРСК
Вол
-
ги
» — «
Саратовские
РС
».
По
результатам
проведенной
опытно
-
промышленной
эксплуатации
отмечено
удоб
-
ство
ее
эксплуатации
и
высокая
эффективность
работы
,
в
том
числе
при
массовых
ремонтных
работах
.
Установка
СВЧУРМ
-10000
в
процессе
опытно
-
промышленной
экс
-
плуатации
успешно
справлялась
с
задачами
по
очистке
и
регенерации
трансформаторного
масла
,
значительно
сокращая
время
работы
,
а
также
транспортные
и
людские
ресурсы
.
ВЫВОДЫ
При
разработке
мобильной
установки
для
интенсифи
-
кации
регенерации
трансформаторного
масла
были
учте
-
ны
последние
достижения
науки
.
Задачи
были
выполнены
благодаря
применению
специально
разработанных
инно
-
вационных
,
конструктивных
и
технологических
решений
,
ранее
не
применяемых
в
процессе
регенерации
трансфор
-
маторных
масел
,
в
том
числе
:
–
проведен
расчет
и
разработана
конструкция
специ
-
альной
эжекторной
форсунки
-
распылителя
,
которая
позволяет
работать
в
технологическом
цикле
регене
-
рации
масла
в
широких
пределах
производительности
без
снижения
качества
очистки
масла
;
–
в
технологический
цикл
регенерации
трансформатор
-
ного
масла
включен
СВЧ
-
блок
обработки
,
что
позволя
-
ет
менять
вязкость
масла
в
начале
технологического
цикла
и
предварительно
его
обезвоживать
;
–
разработана
технология
плавной
регулировки
произ
-
водительности
установки
путем
введения
в
ее
кон
-
струкцию
блока
частотной
регулировки
,
что
позволяет
значительно
экономить
электроэнергию
при
измене
-
нии
ее
производительности
.
Разработанное
техническое
и
конструктивное
решение
закреплено
патентом
Российской
Федерации
на
полезную
модель
.
Технологическая
особенность
установки
,
а
также
широ
-
кий
сектор
направлений
ее
использования
позволяют
опти
-
мизировать
процессы
обработки
и
восстановления
масел
различных
объемов
.
Применение
установки
СВЧУРМ
-10000
позволяет
значительно
продлить
срок
службы
маслонапол
-
ненного
оборудования
и
существенно
снизить
затраты
как
на
техническое
обслуживание
самого
оборудования
,
так
и
на
процесс
регенерации
масла
.
Установка
для
регенера
-
ции
трансформаторного
масла
СВЧУРМ
-10000
является
перспективной
моделью
,
которая
может
составить
конкурен
-
цию
существующим
маслоочистительным
установкам
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Шашкин
П
.
И
.,
Брай
И
.
В
.
Регенерация
отработанных
не
-
фтяных
масел
.
М
.:
Химия
, 1970. 304
с
.
2.
Лосиков
Б
.
В
.
Нефтепродукты
.
Свойства
,
качество
,
при
-
менение
.
М
.:
Химия
, 1966. 776
с
.
3.
РД
34.43.105-89
Методические
указания
по
эксплуата
-
ции
трансформаторных
масел
.
4.
Брай
И
.
В
.
Регенерация
трансформаторных
масел
.
М
.:
Химия
, 1972. 168
с
.
5.
Васильев
К
.
Б
.,
Воронин
А
.
Н
.,
Курышев
В
.
П
.,
Хмаря
Д
.
В
.
Экспериментальное
исследование
нагрева
поверхно
-
стей
СВЧ
-
разряда
//
Радиофизика
.
М
.:
МРТИ
АН
СССР
,
1991.
С
. 253—260.
6.
Диденко
А
.
Н
.,
Зверев
Б
.
В
.
СВЧ
-
энергетика
.
М
.:
Наука
,
2000. 262
с
.
7.
Диденко
А
.
Н
.,
Юшков
Ю
.
Г
.
Мощные
СВЧ
-
импульсы
нано
-
секундной
длительности
.
М
.:
Энергоатомиздат
, 1984. 112
с
.
ВНИМАНИЮ
СПЕЦИАЛИСТОВ
!
Вышла
из
печати
книга
Гуревича
В
.
И
.
Защита
оборудования
подстанций
от
электромагнитного
импульса
. —
М
.:
Инфра
-
Инженерия
. — 2015. — 302.
с
.,
ил
.
В
книге
рассмотрены
практические
аспекты
защиты
электрооборудования
подстанций
на
примере
микропроцессорных
устройств
релейной
защиты
(
МУРЗ
)
и
силовых
трансформато
-
ров
от
разрушительного
воздействия
электромагнитного
импульса
высотного
ядерного
взрыва
и
других
видов
преднамеренных
электромагнитных
деструктивных
воздействий
,
оборудова
-
ние
для
производства
которых
интенсивно
разрабатывается
и
совершенствуется
в
послед
-
ние
годы
.
Предложены
различные
технические
решения
и
организационные
мероприятия
,
направленные
на
повышение
живучести
подстанций
.
Книга
рассчитана
на
специалистов
,
за
-
нимающихся
эксплуатацией
электрооборудования
на
подстанциях
,
проектировщиков
,
произ
-
водителей
МУРЗ
,
руководителей
отрасли
,
а
также
может
быть
полезна
преподавателям
,
аспи
-
рантам
и
студентам
вузов
,
специализирующихся
в
области
электроэнергетики
.
Стоимость
издания
— 920
руб
.
Заказать
книгу
можно
в
издательстве
Инфра
-
Инженерия
:
http://www.infra-e.ru/products/protecsubstequip,
E-mail: [email protected], Skype: infra_e
Контроль
качества
изоляции
Оригинал статьи: Установка для интенсификации регенерации трансформаторного масла
Технология регенерации трансформаторного масла используется энергетическими компаниями для восстановления характеристик трансформаторного масла и обеспечения надежной работы маслонаполненного оборудования. При этом регенерация масла отличается меньшими затратами по сравнению с обычной заменой масла, потерявшего свои характеристики в процессе эксплуатации. В то же время организации предъявляют все более высокие требования к повышению эффективности технологических процессов.
