Способы сушки трансформаторов

Сушку трансформаторов производят по результатам предварительных испытаний. Твердая изоляция трансформаторов состоит в основном из органических волокнистых материалов (картон, бумага, хлопчатобумажная пряжа, дерево и т.п.), которые характеризуются значительной пористостью и влагопоглощаемостью. При длительной выдержке в условиях повышенной влажности они увлажняются и их диэлектрические свойства ухудшаются, что вызывает необходимость сушки трансформаторов. Сушке следует подвергать трансформаторы, изоляция которых подверглась увлажнению в период транспортирования, хранения и монтажа.

Увлажнение изоляции трансформатора происходит при соприкосновении ее с окружающим воздухом, относительная влажность которого изменяется в пределах от 50 до 90 %, или при контакте изоляции с увлажненным маслом. В обоих случаях влага связана с изоляцией адсорбционными силами.

Для разрыва прочной адсорбционной связи требуется большая затрата энергии, поэтому сушат трансформаторы продолжительное время при высокой температуре. При сушке трансформаторов влага перемещается из внутренних слоев изоляции к поверхности и с поверхности — в окружающую среду. Перемещение влаги с поверхности изоляции в окружающую среду происходит под действием разности давлений паров, находящихся непосредственно над поверхностью изоляции, и паров окружающей среды.

Для ускорения процесса сушки трансформатора необходимо повысить давление паров непосредственно над изоляцией и понизить его в окружающей среде; первое достигается нагревом изоляции, второе — созданием вакуума в сушильном пространстве или вентиляцией его сухим воздухом. Применение вакуума, кроме того, позволяет снизить температуру испарения влаги, содержащейся в изоляции, в результате чего изоляция трансформатора в меньшей степени подвергается воздействию высокой температуры и процесс ее старения замедляется.

В процессе сушки желательно поддерживать возможно более глубокий вакуум, однако пределом здесь является жесткость бака трансформатора.

Процесс сушки заканчивается, когда при одинаковой температуре изоляции и окружающей среды устанавливается равновесие между давлением пара в окружающем пространстве и давлением пара на поверхности изоляции. Влагосодержание изоляции называется в этом случае равновесным. Такой способ годится для трансформаторов до 1000 кВ-A. Трансформаторы большей мощности сушат при помощи цеолитовой установки.

Подготовив трансформатор к сушке (тщательно очистив бак от остатков масла, утеплив его листовым асбестом толщиной 4—5 мм, наложив намагничивающую обмотку, установив вакуум-насос и под дно трансформатора электропечи), приступают к самому процессу сушки. При включении намагничивающей обмотки и электропечей температура бака и активной части трансформатора равномерно повышается. При достижении активной частью трансформатора температуры 60 °С включают вакуум-насос и плавно в течение получаса создают вакуум (15 мм рт.ст.), затем вакуум-насос отключают.

Сушат трансформатор при температуре обмоток не выше 95—100 °С. Температуру регулируют включением и отключением намагничивающей обмотки. В процессе сушки периодически (через каждый час) измеряют температуру и сопротивление изоляции обмоток, а также контролируют количество выделенного конденсата и величину вакуума. Все полученные данные записываются в журнале.

Окончание процесса сушки определяется по кривой зависимости сопротивления изоляции от времени. В начале сушки кривая сопротивления изоляции с повышением температуры падает. По мере высыхания изоляции ее сопротивление возрастает и в конце сушки становится величиной постоянной. Если это установившееся значение сопротивления изоляции сохраняется в течение 6 ч при неизменной температуре, сушку трансформатора можно считать законченной.

После заливки трансформатора маслом производят все виды указанных выше измерений.

Охладив трансформатор до 40—50 °С, но не ранее чем через 8—12 ч после заливки его маслом, производят вторую ревизию активной части трансформатора. Цель второй ревизии состоит в проверке общего состояния магнитопровода и обмоток, состояния расклиновки изоляционных прокладок обмотки и болтовых креплений, а также в контроле сопротивления изоляции стяжных болтов.

Трансформатор нагревают индукционным способом и в случае необходимости —электропечами. Для утепления его помещают в специальный шкаф, обитый внутри листовой сталью и асбестом. Активную часть трансформатора вентилируют подогретым воздухом. Для этой цели на крышке трансформатора установлен вентилятор 5, который отсасывает воздух из бака трансформатора.

Воздух, поступающий в бак, дополнительно подогревается и его температура поддерживается на уровне около 105 °С. Для ускорения сушки рекомендуется использовать термодиффузию, которая заключается в периодическом снижении до 50—60 °С температуры трансформатора и повышении ее до прежнего уровня. При снижении температуры верхние слои изоляции остывают быстрее внутренних, в результате чего создается температурный перепад, усиливающий внутреннюю диффузию и ускоряющий процесс сушки.

Трансформаторы небольшой мощности (до 320 кВА) можно сушить токами нулевой последовательности. При этом способе трансформатор сушат выделяемым в магнитопроводе и баке трансформатора теплом от вихревых токов, возникающих под действием переменного магнитного поля. Магнитное поле создается рабочими обмотками одного из напряжений трансформатора, соединенными в схему нулевой последовательностью. Рабочие обмотки должны быть соединены таким образом, чтобы во всех стержнях трансформатора магнитные потоки совпадали по величине и направлению. Если в трехфазном трансформаторе для создания магнитного поля используется обмотка, соединенная в звезду, то напряжение подключается между соединенными выводами фаз и нулевой точкой; если обмотка соединена в треугольник, то напряжение подключается к концам разъединенного треугольника. Обмотки, не используемые для создания магнитного поля, должны быть разомкнуты.