При длительной эксплуатации, транспортировке или монтаже, твердая изоляция трансформаторов увлажняется под действием окружающей среды. Как результат — снижение уровня сопротивления в обмотках, увеличение утечки токов и тангенса угла потерь. Поэтому сушка трансформаторов является важным и необходимым мероприятием.

Материалы, из которых делают изоляцию по большей мере гигроскопичны. Так, бумажная по своей структуре имеет много капилляров,  благодаря чему легко впитывает влагу из атмосферного воздуха. Масло, которое должно защищать всю активную часть трансформатора от возможных проникновений газов и влаги, тоже не гарантирует полной непроходимости тока. Таким образом, даже пропитанная маслом часть трансформатора увлажняется при пребывании на воздухе.

С целью предотвращения поломок и аварий, раз в полугодие проводится обязательное техническое обслуживание на линиях электропередач. Сушка трансформаторов — один из самых важных его этапов.

Способы сушки трансформаторов

Предприятия по ремонту силового оборудования используют разные способы сушки изоляции трансформатора. Обычно, выбор метода определяется тем, какими производственными мощностями обладает данное предприятие, а также с учетом номинальной мощности и класса напряжения силовых установок.

Выделяют несколько основных способов, которыми осуществляется сушка трансформаторов:

• метод холодного вакуума. Осуществляется с применением специального оборудования, оснащенного камерой для вымораживания влаги из масла. При вакуумировании трансформатор нагревается, но температура изоляции не должна опускаться ниже значения 20 ⁰С;
• метод термовакуумной диффузии. Таким способом, обычно, сушат изоляцию силовых установок с рабочим напряжением от 110 до 750 кВ. Подогретое  до температуры 80-85 ⁰С масло подается в обмотки и тем самым передает приобретенное тепло изоляции. После масло с трансформатора сливают и вакуумируют его на протяжении двух суток;
• распыление масла. Для данного метода масло разогревают до 100  ⁰С и разбрызгивают на активную часть силовой установки, таким образом нагревая ее. Такой способ достаточно продолжительный по времени и иногда занимает до нескольких дней в зависимости от степени увлажнения.
• метод циклической сушки. Принцип действия основан на разбрызгивании ( как и в предыдущем методе) подогретого масла на изоляцию в условиях переменного вакуума. При этом в бак периодически подается сухой разгоряченный воздух. Процесс осуществляется до тех пор, пока температура изоляции не достигнет показателя в 80-90 ⁰С. В конце трансформатор вакуумируется;
• метод сушки трансформатора горячим воздухом. Разогретый до 100 ⁰С  воздух подается на активную часть трансформатора, тем самым нагревая обмотки и магнитопровод. Данный метод применяется довольно редко, но тепловоздуходувку как дополнительное оборудование также применяют при продувке другими способами.

Установки  для сушки изоляции трансформатора

Компанией GlobeCore разработано несколько типов установок, которые эффективно справляются с удалением влаги (и механических примесей) в активной части трансформатора. Это станции мобильные “Иней” и “Суховей”. Рассмотрим устройство, принцип работы и эффективность этого оборудования более подробно.

 Сушка трансформатора установкой типа “Иней” от компании GlobeCore

Установка типа “Иней” разработана для сушки и вакуумирования твердой изоляции трансформаторов в условиях разгерметизации при его монтаже или ремонте. Применяется в обслуживании силового оборудования, работающего на напряжении от 110 до 1150 кВ и бак которых выдерживает давление в 26 Па. Для трансформаторного оборудования, которое не выдерживает такого давления в баке, по согласию завода-изготовителя, можно усилить бак.

Данная установка представлена в трех модификациях:

1 тип — одномодульный аппарат, оснащенный двухкаскадным холодильным агрегатом ( с температурой охлаждения до — 70 ⁰С) , бустерным вакуумным и тремя термовакуумными насосами. Аппарат сконструирован таким образом, что все комплектующие находятся в одном корпусе.

2 -й тип — установка состоит из двух модулей. В первый входит двухкаскадный холодильный аппарат и насос вакуумный бустерный. Во второй — форвакуумный насос с жидкой системой для охлаждения и нагрева. Эти два модуля соединены гибким вакуумным проводом диаметром 100 мм.

3-й тип — тоже двухмодульная установка, особенностью которой можно назвать применение каждого модуля отдельно друг от друга. В первый модуль входит только двухкаскадный холодильный агрегат, во второй — только форвакуумный насос с жидкостной системой охлаждения и нагрева.

 Принцип работы установки “Иней”

Сушка трансформаторов установкой типа “Иней” проводится следующим образом.  К баку  присоединяется вакуумный провод диаметром 150 мм. Сначала вакуумирование осуществляется форвакуумным насосом, который  разжижает воздух в баке до 400 Па. Далее для создания более глубокого вакуума используется бустерный насос. Еще до начала вакуумирования установка охлаждается до — 70 ⁰С. Требуется примерно полчаса, чтобы степень охлаждения низкотемпературной ловушки достигла этого показателя при температуре внешней среды +20 ⁰С.

После того как трансформатор отвакуумирован создается разница в давлении внутри бака оборудования и установки. Поскольку в холодильной ловушке  температура насыщенных паров в десятки раз ниже, то образуется перепад давления именно из-за температуры. Как результат, влага из изоляции перемещается в холодильный агрегат, где вымораживается на  поверхности испарителя.

Длительность процесса зависит от степени увлажнения активной части трансформатора и может занимать до 20 дней.

Отметим, что на холодильной ловушке установлен смотровой люк со стеклом, с помощью которого можно следить за количеством выпариваний внутри камеры. Если в течении 12 часов не испарителе не появляется вымороженная влага, то процесс сушки трансформатора можно заканчивать.

Сушка трансформаторов установкой типа “Суховей” от компании GlobeCore

Установка типа “Суховей” используется при монтаже, ремонте и техобслуживании силового оборудования. В основном, трансформаторы транспортируются на место монтажа в разобранном состоянии и уже там осуществляется их сборка и подключение к сети электроснабжения. Чтобы при разгерметизации трансформатора, в процессе введения в линию электропередач, не допустить проникновение влаги на обмотки магнитопровода, к нему подключают установку “Суховей”. Она подает в бак горячий воздух, таким образом предотвращая проникновение влаги на обмотки магнитопровода. Также данная установка применяется, когда сливается масло из трансформатора  при плановой или ремонтной разгерметизации оборудования.

Принцип работы станции масляной “Суховей”

Установка для сушки трансформатора типа “Суховей” состоит из двух адсорберов и нижнего и верхнего отсеков. В нижнем отсеке в качестве источника сжатого воздуха установлена воздуходувка. Через коллектор она поочередно подает сухой воздух в адсорберы, в каждый из которых помещено 190-200 кг цеолита. Этот минерал имеет очень высокий уровень поглощения влаги. Кроме этого, его можно регенерировать и использовать повторно. Для этого перед подачей в установку, цеолиты прокалывают горячим воздухом.

Через адсорберы сухой воздух попадает в печку, где нагревается до температуры 400-420 ⁰С и поступает из верхней части оборудования в нижнюю. Оттуда через выходной клапан он выходит наружу.

Также установка оснащена фильтрами тонкой очистки  5 микрон. Именно это значение является обязательным для выполнения технических характеристик при сушке воздуха. Температура наступления точки росы -70 ⁰С.

Обе установки от компании GlobeCore — “Иней” и “Суховей” предназначены для сушки изоляции трансформатора. Главным отличием в их использовании можно считать то обстоятельство, что первая предназначена для сушки уже проникнувшей в обмотки магнитопровода влаги, а вторая — для предотвращения ее попадания в бак трансформатора во время его разгерметизации.