Термосифонный фильтр трансформатора: назначение и принцип работы

На какие трансформаторы устанавливают фильтры

Свойства энергетического масла со временем ухудшаются: увеличивается объем воды, кислотных и смолистых соединений, увеличивая диэлектрические потери. Установка термосифонных масляных фильтров и адсорберов желательна для маслонаполненных силовых трансформаторов мощностью 160 кВА и более. Тип фильтра выбирается исходя из габаритов силового оборудования. Для больших устройств предпочтительны адсорберы. Допускается подключение более одного термосифонного масляного фильтра.

1.2.5.10. Адсорбционные и термосифонные фильтры.

Адсорбционные фильтры предназначены для непрерывной регенерации трансформаторного масла при его работе с системами охлаждения C и DC, обеспечивая принудительную циркуляцию масла через фильтры, подключенные параллельно чиллерам.

Фильтры на трансформаторах с системами охлаждения М и D, циркуляция масла в которых обеспечивается только за счет разницы в плотности нагретого и охлажденного (природного) масла, называются термосифонными фильтрами. Циркуляция масла в них происходит сверху вниз.

Устройство фильтров для непрерывной регенерации трансформаторного масла показано на рис. 1.60.

Конструктивно каждый тип фильтра представляет собой цилиндрический металлический сосуд, заполненный абсорбентом (как правило, силикагелем) и соединенный с трансформатором или трубопроводом с соответствующими трубами, приваренными к верхней и нижней части корпуса фильтра. Внутри фильтров, в их верхней и нижней части, находятся устройства (решетки и решетки), препятствующие попаданию силикагеля внутрь корпуса трансформатора.

В адсорберах (фильтрах), используемых в системе охлаждения С, в верхней части также установлено защитное устройство, которое удерживает мелкие частицы силикагеля от попадания их в бак трансформатора; во входной части адсорбера в нижней его части расположено устройство, распределяющее входной поток масла.

Рис. 1.60. Фильтры непрерывной регенерации масла:

а — для трансформаторов с системой охлаждения постоянного тока (адсорбционный фильтр); б — для трансформаторов с системой охлаждения типа С (адсорбционный фильтр); в — для трансформаторов с системой охлаждения типа М и Д (термосифонный фильтр); 1 — патрубок; 2 — заглушка для выпуска воздуха; 3 — подъемное устройство; 4 — защитная сетка; 5 — корпус; б — крышка; 7 — устройство защиты; 8 — сливная пробка; 9 — карданный вал; 10 — расширительное устройство; 11 — рама; 12 — упор крепления

Силикагель, заполняющий фильтр, при прохождении через него масла поглощает влагу, кислоты и перекисные соединения, содержащиеся в масле, образующиеся при работе трансформатора. Если перечисленные элементы оседают на обмотках трансформатора, они ускоряют процесс старения твердой изоляции обмоток и масла.

Фильтры заполняют силикагелем КСК по ГОСТ 3956-76, гранулированным или кусковым с размером частиц от 2,7 до 7 мм, через верхнюю часть фильтра, а остатки силикагеля удаляют через нижнюю часть фильтра.

Количество адсорбента и объем адсорбера определяются следующим образом:

для трансформаторов с количеством масла до 30 т — 1% от массы масла;

в трансформаторе с кажущейся плотностью адсорбента 0,5 кг / дм3 ;

свыше 30 т — 0,6% от массы масла в трансформаторе с общей массой адсорбента 0,5 кг / дм 3.

На трансформаторах с массой масла от 16 до 30 тонн устанавливаются два одинаковых фильтра. Основные характеристики термосифонных фильтров приведены в таблице. 1.11.

Таблица 1.11. Термосифонные фильтры

Емкость термосифонного фильтра для силикагеля, кг.

Что представляет собой термосифонный и адсорбционный фильтры

Масляный фильтр-термосифон представляет собой металлический цилиндрический сосуд, наполненный силикагелем, который поглощает вредные примеси из охладителя. Он соединяется со стенкой резервуара через верхний и нижний патрубки. Адсорбционный фильтр требует отдельного фундамента. Он подключен к системе принудительной циркуляции энергетического масла.

Количество абсорбента в термосифонном фильтре составляет 1% по массе (или 1,2% по объему) масла, в адсорбере — 2% по массе (или 4% по объему).

Назначение радиатора и адсорбционного масляного фильтра — очистка чиллера от вредных примесей во время работы трансформатора. В термосифонном фильтре циркуляция естественная, в адсорбционном — принудительная. Существует около двух десятков масляных термосифонных фильтров, различающихся емкостью (2-400 л). Выбор зависит от объема абсорбента, необходимого для конкретного трансформатора.

Назначение

Оборудование силового трансформатора в масляной ванне мощностью 160 кВА, где чиллер контактирует с внешней средой, нуждается в фильтрах, непрерывно очищающих и восстанавливающих масляную среду. Это наиболее оптимальный метод регенерации с высокой технической и экономической эффективностью.

Целью использования масляных фильтров является увеличение срока службы чиллера и трансформатора при сохранении показателей качества, установленных стандартами.

Когда производят замену силикагеля в термосифонном и адсорбционном фильтрах

Поскольку этот метод очистки несовершенен из-за нерегулярного использования сорбента и кратковременного контакта с охладителем, требуется регулярный отбор проб масла для определения его состояния. Периодичность проверки — 1 раз в 3 года.

Силикагель меняется при снижении стандартных качественных показателей кулера:

При использовании трансформаторного оборудования с конструктивными особенностями соблюдайте инструкцию по эксплуатации. При мощности блока 150 МВт и напряжении 330 кВ пробы нефти отбирают чаще (1 раз в год), сорбент меняется на кислотное число 0,15 мг КОН.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Устройства очистки трансформаторного масла

В процессе эксплуатации трансформаторное масло увлажняется не только за счет поглощения влаги изоляцией обмоток и магнитопровода, но и за счет разложения масла (старения). Для удаления продуктов старения трансформаторного масла используются различные типы фильтров, как в сочетании с абсорбентами, так и без них.
Все типы фильтров работают непрерывно, если через них есть циркуляция масла; в большинстве случаев это естественная циркуляция из-за разницы температур масла в верхнем и нижнем слоях бака трансформатора.

Чем заполняют термосифонные фильтры и адсорберы

В масляных фильтрах вода поглощается абсорбентом (силикагелем). Это высушенная кремниевая кислота, которая образуется при взаимодействии соляной кислоты и раствора жидкого стекла. Производители предлагают пеллеты разных размеров. Для масляных трансформаторов используют крупнозернистые фракции КСК или КСКГ диаметром 2,8-7 мм.

На каждый кубический дециметр охладителя требуется 400-500 грамм абсорбента, есть масляные фильтры, которые могут содержать 4, 6, 10, 50, 100, 150 кг гранул. Количество фильтров для каждого трансформатора определяется в зависимости от количества масла в системе охлаждения. Оптимальный объем силикагеля составляет 0,8-1,25% от веса охладителя.

Принцип действия устройства

В масляном фильтре радиатора радиатор циркулирует из-за разницы температур с кожухом и плотности жидкости в верхней и нижней частях радиатора, где она движется снизу вверх.

Чтобы сорбент не попал в резервуар, в соединительных патрубках устанавливаются защитные конструкции (войлочные сетки и прокладки).

Принцип работы адсорбера такой же, за исключением того, как движется масло.

Как происходит циркуляция масла в фильтрах

В масляном фильтре термосифона:

• после прохождения системы охлаждения масло падает;
• за счет параллельного подключения к радиатору чиллер движется одновременно в обоих баках;
• в процессе движения сверху вниз загрязнения поглощаются силикагелем.

В адсорберах чиллер принудительно циркулирует снизу вверх за счет работы насосов, установленных в системе охлаждения трансформатора.

Установка приспособления на трансформатор

Масляный фильтр термосифонный — емкость, к которой приварены дно и крышка с выходными отверстиями для выпуска воздуха, заправки и удаления охлаждающей жидкости, загрузки и выгрузки силикагеля. Сорбент защищен от удаления металлическими сетками, установленными на верхней и нижней крышках.

Подготовительные и очистительные работы

Фильтры транспортируются без упаковки и без абсорбента, с прокладками и колпачками. Силикагель поставляется в коробках или бумажных пакетах. Перед установкой масляные фильтры очищаются, промываются маслом, проверяются на проводимость масла при температуре 50-60 ° С и давлении 50 кПа в течение 30 минут. Силикагель сушат при 150 ° C до достижения уровня влажности 0,5%. Сорбент заливается внутрь, если на улице повышенная влажность, необходимо промыть свежим маслом.

Перед установкой масляного фильтра проверяется качество радиатора в бачке. При наличии осадка необходима очистка цеолитовой системой или фильтр-прессом.

Правила монтажа фильтра на патрубках

После подсоединения масляного фильтра к патрубкам бака оборудования трансформатора холостого хода откройте пробку, через которую выпускается воздух, а затем заполните емкость маслом из бака. После появления в колпачке нижний клапан закрывается, через час охладитель сливается, только тогда фильтр заполняется полностью. Перед включением трансформатора воздух выпускается из масляного фильтра.

Адсорбер готовится к установке аналогично (разбирается и промывается маслом), но абсорбент заливается после установки на фундамент, затем оборудование подключается к системе охлаждения.

Инструкция и длительность эксплуатации фильтров

К обслуживанию этого оборудования допускаются специалисты, прошедшие специальную подготовку. Состояние тары проверяется при каждом ремонте. После ремонта масло заливается одновременно с заправкой бака трансформатора. Продолжительность определяется сроком службы масла, в среднем 5 лет. По истечении этого срока проверяют состояние емкости и заменяют абсорбент.