У цій статті ми розповімо про такий процес, як сушіння трансформаторної оливи. Ви дізнаєтеся, чим небезпечна наявність вологи в енергетичних оливах, яких видів вона буває, і ознайомтеся з найефективнішими способами її видалення.

Існуючі стандарти випробувань трансформаторної оливи нормують основні параметри та характеристики ізоляційних рідин. Наприклад, колір трансформаторної оливи, яка не побувала в експлуатації, зазвичай світло-жовтий. Надалі він може змінюватися, що свідчить про погіршення стану та властивостей оливи. Також проводяться випробування трансформаторної оливи на кислотність, вміст вологи, вимірюється пробивна напруга та тангенс кута діелектричних втрат.

Кожен із перелічених показників погіршується у процесі роботи трансформатора, що з важкими режимами роботи (висока температура, напруженість електричного поля) і появою різних включень – води, газів, механічних домішок, бруду, шламу тощо. При цьому виникає питання: як повернути властивості якісної трансформаторної оливи?

Чим небезпечна вода для трансформаторної оливи

Наявність води у трансформаторній оливі призводить до низки негативних наслідків:

• зниження електричної міцності та стійкості оливи до часткових розрядів;
• інтенсифікації старіння паперової ізоляції;
• прискорення окисних процесів в оливі;
• більшого вуглеутворення з появою електричної дуги;
• підвищеної корозійної активності оливи щодо металевих частин трансформатора;
• погіршення механічних характеристик оливи при зростанні температури.

Уникнути перерахованих явищ можна за рахунок періодичного контролю вмісту вологи та сушіння трансформаторної оливи.

Шляхи потрапляння та види води у трансформаторні оливи

Існує два шляхи попадання вологи в трансформаторну оливу. Перший – із атмосфери. І другий – це вода, що виділилася з твердої ізоляції та оливи в результаті процесу старіння. Якщо трансформатор постійно працює в режимі повного навантаження, старіння ізоляційної системи займе приблизно 20-30 років. За цей час буде виділено 0,5-0,75 % води від маси ізоляції.

Вода в трансформаторній оливі може мати такі форми:

• вода, осаджена на дно охолоджувального резервуару (вільна). Вона не несе небезпеки для пробивної напруги оливи, але є небажаною, оскільки свідчить про наявність розчиненої води;
• розчинена вода – сильно знижує пробивну напругу (зазвичай потрапляє в трансформаторну оливу з атмосфери);
• пов’язана вода – це одна з перших ознак старіння оливи, оскільки вона утворюється в результаті її окислення. При збільшенні температури внаслідок нагрівання трансформатора пов’язана вода переходить пар;
• вода у вигляді емульсії – це суміш трансформаторної оливи із субмікроскопічними крапельками води, які не можуть бути відокремлені від оливи ні за допомогою нагрівання, ні відстоювання, ні фільтрації.

Сушіння трансформаторної оливи з одного боку, повинно забезпечувати зниження концентрації води до значень, що допускають подальшу експлуатацію ізоляційної рідини, а з іншого – відновлювати її пробивну напругу до необхідних значень.

Випробування трансформаторної оливи на наявність вологи

Випробування трансформаторної оливи проводиться як для свіжого продукту, так і для продукту, який раніше зазнав регенерації. В обох випадках частиною випробувань є перевірка оливи на наявність вологи.

Значення вмісту вологи дає уявлення про якість трансформаторної оливи, а також надає інформацію для визначення причин погіршення діелектричних властивостей оливи і твердої ізоляції трансформаторів.

Гранично допустима частка води у трансформаторній оливі в залежності від типу обладнання в середньому становить 10-20 грамів на тонну. Визначення такої кількості вологи – завдання непросте, тому до використовуваних методів висуваються високі вимоги щодо точності та чутливості вимірів. При великих концентраціях води виникає ризик виходу з ладу силового обладнання, тому сушіння трансформаторної оливи є необхідним заходом.

Серед найбільш поширених методів визначення вмісту вологи трансформаторної оливи можна виділити:

1. титрування за Карлом Фішером;
2. газову хроматографію;
3. мас-спектрометрію;
4. гідрид-кальцієвий метод;
5. фотоакустичну спектроскопію

Сушіння трансформаторної оливи – основні способи

Раніше серед методів сушіння трансформаторної оливи переважали центрифугування і фільтрація. У першому випадку використовується дія відцентрової сили, за допомогою якого відбувається поділ речовини, що обробляється, на кілька шарів. За допомогою центрифуг можна видалити лише емульсійну вологу. Зазвичай цього мало, тому даний процес застосовується як попередня стадія очищення оливи. З іншого боку, центрифуги характеризуються великим енергоспоживанням.

Пропускання оливи через фільтр-преси також має недоліки, які виражаються в малій продуктивності, частій заміні фільтрувального матеріалу та контакті оливи з повітрям, що призводить до передчасного окислення.

Використання цеолітових установок дозволяє суттєво підвищити електричну міцність та якість сушіння трансформаторної оливи. Компанія GlobeCore випускає цеолітові установки типу МЦП різної продуктивності. Дане обладнання сушить оливу за рахунок її пропускання через шар молекулярних сит, що знаходяться в адсорберах, заповнених гранульованим цеолітом.

Досвід цеолітового сушіння трансформаторних олив показує її високу ефективність. Тільки за один цикл обробки установках МЦУ можна збільшити пробивну напругу оливи від 8-10 до 50 кВ.

Також ефективне сушіння трансформаторної оливи забезпечується за рахунок впливу високої температури і глибокого вакууму. Спочатку олива нагрівається, після чого подається у вакуумну камеру, де спінюється. В результаті відбувається інтенсивний вихід парів води та газів з поверхні олійної плівки. Спеціально для термовакуумного сушіння трансформаторних олив компанією GlobeCore розроблені установки серії СММ. Дане обладнання є більш продуктивним та надійним у порівнянні з центрифугами. Крім того, воно споживає у 3-4 рази менше електричної енергії.