EA024057B1 - Устройство для дозаправки маслом вводов высоковольтных аппаратов и трансформаторов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам дозаправки вводов высоковольтных аппаратов и трансформаторов трансформаторным маслом без демонтажа вводов с оборудования. Задача предлагаемого изобретения состоит в создании компактного, лёгкого, мобильного устройства с возможностью его применения на любом объекте энергетики для сушки, дегазации, азотирования, изоляционных масел, заполнения и доливки трансформаторов и электрооборудования этим маслом, сушки, изоляции трансформаторов под нагрузкой, хранения достаточного количества дегазированного или азотированного масла, исключающего возможность возникновения теплового импульса, инициирующего начало цепного, неуправляемого процесса окисления масла, за счёт недопустимого перегрева отдельных элементов устройства. Технический результат достигается тем, что устройство для дозаправки маслом вводов высоковольтных аппаратов и трансформаторов, содержащее корпус с вмонтированными в него электронасосом, дегазационной колонкой с кольцами Рашига, уловителем пены, расположенные на корпусе термометр, смотровое окно, система регулирующих вентилей, отличается тем, что кратно увеличено число колец Рашига в кратно увеличенной дегазационной колонке, на корпусе смонтированы маслопровод, азотопровод, плавно регулируемый подогреватель, расходомеры, прибор для измерения остаточного и избыточного давления, на вакуумном насосе установлены уловитель паров масла и воды.

Description

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам дозаправки вводов высоковольтных аппаратов и трансформаторов трансформаторным маслом без демонтажа вводов с оборудования.

В энергетике существует серьёзная проблема: потеря маслами своих изоляционных свойств в результате увлажнения (масла сильно гигроскопичны), а изоляционное масло является главной изоляцией в электрических аппаратах (многообъёмные и малообъёмные масляные выключатели высокого напряжения), силовых трансформаторах, во вводах высокого напряжения, являющихся составной частью электрических аппаратов и трансформаторов. Увлажнённое масло передаёт влагу бумажной изоляции, что ведёт к потере бумагой своих изоляционных свойств. Потеря изоляционными маслами и бумажной изоляцией своих изоляционных свойств приводит к серьёзным финансовым потерям из-за массового повреждения электрических аппаратов, силовых трансформаторов и прекращению передачи электроэнергии потребителям.

Другая проблема: в процессе эксплуатации существуют утечки изоляционного масла, которые приводят к понижению уровня масла ниже допустимого уровня, тогда требуется доливка аппарата сухим, дегазированным или азотированным маслом. Таким образом, в процессе эксплуатации периодически возникает потребность в восстановлении изоляционных свойств масла и бумаги работающего оборудования либо потребность в подготовке сухого, дегазированного или азотированного масла для доливки оборудования и предотвращения его повреждения.

Для придания изоляционному маслу необходимых изоляционных характеристик нужны соответствующие устройства.

Известна установка для дегазации и заливки масла - ДЗУ - 30Ф, включающая в себя входной фильтр, бак-дегазатор, вакуумный насос, электронагреватель, уловитель паров масла и воды, термореле, систему трубопроводов и вентилей, обеспечивающих работоспособность устройства (НПО Электрум Россия Техническое описание и инструкция по эксплуатации установки для дегазации и заливки масла ДЗУ - 30Ф, г. Санкт-Петербург, 2002 г.)

Недостатком данного устройства является то, что сушка и дегазация масла производится малыми порциями до 30 л, данное устройство не позволяет осуществлять азотирование масла, конструкция устройства не допускает возможности сушки значительных объёмов масла, хранения запаса дегазированного или азотированного масла. Устройство не позволяет производить сушку изоляции трансформаторов под нагрузкой.

Известен способ дозаправки маслом вводов высоковольтных аппаратов, преимущественно трансформаторов, и устройство для его осуществления. Конструкция устройства представляет собой шприц, под поршень которого набирается крайне незначительное количество дегазированного масла. После соединения с помощью маслопровода устройства с вводом, за счёт физического воздействия на поршень, масло под воздействием поршня нагнетается во ввод, создавая там необходимое избыточное давление (патент КИ № 2074433, заявка № 94026541/07, 18.07.1994, опубл. 27.02.1997).

Главным и существенным недостатком данного устройства является его узкая специализация только на дозаправке маслом вводов высоковольтных аппаратов, преимущественно трансформаторов. Указанное устройство не позволяет осуществлять сушку даже незначительных объёмов масла, а также азотирование масла. Конструкция устройства не предусматривает возможности хранения запаса дегазированного или азотированного масла.

Известна установка масляной доливки вводов УВД-4, включающаяся в себя входной фильтр, бакдегазатор, вакуумный насос, электронагреватель, уловитель паров масла и воды, термореле, систему вентилей и трубопроводов для обеспечения работоспособности установки. (АО Завод Укрбудмаш, Украина, письмо-предложение ТОО МЕЗЕТ от 11.09.2006).

К недостаткам данного устройства относится то, что количество подготавливаемого масла производится слишком малыми порциями до 15 л, невозможность с помощью данного устройства осуществлять азотирование масла, сушку значительных объёмов масла, конструкция устройства не позволяет хранить запас дегазированного или азотированного масла, производить сушку изоляции трансформаторов под нагрузкой.

Известно универсальное устройство, установка для сушки и дегазации трансформаторного масла, имеющая массу 3,5 т, смонтирована в фургоне 4900x2300x2500 мм, который установлен на автоприцепе грузоподъёмностью 7 т для восстановления изоляционных свойств масла, включает в себя подкачивающий насос, подогреватель масла, ёмкости для дегазации масла, ёмкости для азотирования масла, счётчик жидкости, масляный фильтр, откачивающий насос, вакуумный насос вакуумметры, технологические трубопроводы, достаточное количество вентилей, чтобы схема устройства была гибкой, имеет значительные габариты, значительный вес и стоимость, кроме того, для его применения требуются большегрузные автомобили и автокраны, что требует дополнительных затрат, Назначение этого устройства сушка и дегазация больших объёмов масла при монтаже и эксплуатации отдельных мощных трансформаторов высокого 220 и сверхвысокого напряжения 500, 750 кВ на месте установки, когда дополнительные транспортные затраты экономически оправданы (Осушка масла цеолитами и дегазация. Л.О. Маневич, с. 157, М., Энергия, 1980).

- 1 024057

Наиболее близким является устройство для заполнения маслом герметичных вводов 110-750 кВ, включающее корпус со смотровым окном, в котором смонтирован шестеренчатый насос с электродвигателем и подогреватель масла, наверху корпуса вмонтирована дегазационная колонка с кольцами Рашига, маслоуловителем, патрубком и вентилем для присоединения вакуумного насоса, нагнетательный выход насоса через систему трубок и вентилей связан с дегазационной колонкой, внутренней полостью корпуса и патрубком подачи масла во ввод (Рак В.П., Мелюхов В.А., статья Устройство для заполнения маслом герметичных вводов 110-750 кВ, М., Энергоатомиздат, журнал Энергетик, № 4, 1985, с. 29-30).

К недостаткам данного устройства относится невозможность с помощью данного устройства осуществлять азотирование масла, сушку значительных объёмов масла, конструкция устройства не позволяет хранить запас дегазированного или азотированного масла, производить сушку изоляции трансформаторов под нагрузкой.

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании компактного, лёгкого, мобильного устройства с возможностью его применения на любом объекте энергетики для сушки, дегазации, азотирования, изоляционных масел, заполнении и доливки трансформаторов и электрооборудования этим маслом, сушки изоляции трансформаторов под нагрузкой, хранении достаточного количества дегазированного или азотированного масла, исключающего возможность возникновения теплового импульса, инициирующего начало цепного, неуправляемого процесса окисления масла, за счёт недопустимого перегрева отдельных элементов устройства.

Технический результат заключается в создании устройства, совмещающего в себе все необходимые функции: сушка масла (удаление влаги), дегазация масла (удаление воздуха), азотирование масла (замещение воздуха азотом), доливка маслом трансформаторов и электрических аппаратов с возможностью создания в электрических аппаратах необходимого избыточного давления, сушка трансформаторов под нагрузкой, для восстановления изоляционных свойств масла и бумажной изоляции без вывода трансформатора из работы во избежание прекращения передачи электроэнергии потребителям.

Технический результат достигается тем, что устройство для дозаправки маслом вводов высоковольтных аппаратов и трансформаторов, содержащее корпус, с вмонтированными в нем электронасосом, дегазационной колонкой с кольцами Рашига, уловителем пены, расположенные на корпусе термометр, смотровое окно, система регулирующих вентилей, отличается тем, что кратно увеличено число колец Рашига в кратно увеличенной дегазационной колонке, на корпусе смонтированы маслопровод, азотопровод, плавно регулируемый подогреватель, расходомеры, прибор для измерения остаточного и избыточного давления, на вакуумном насосе установлены уловитель паров масла и воды,

На фигуре изображена схема устройства для дозаправки маслом вводов высоковольтных аппаратов и трансформаторов.

Устройство для дозаправки маслом вводов высоковольтных аппаратов и трансформаторов содержит дегазационную колонку 1, образованную вертикальной и горизонтальной емкостями, с верхним отверстием, закрывающимся герметично верхней крышкой 2 и двумя боковыми отверстиями, закрывающимися герметично боковыми крышками 3 и 4, с вмонтированными в ней кольцами Рашига 5, представляющими собой полые цилиндры, у которых диаметр равен высоте, над ними установлены растекатель 6, представляющий собой перфорированную пластину, и уловитель пены 7, внизу колонки 1 закреплён электронасос 8, на корпусе дегазационной колонки 1 расположены смотровое окно 9, герметично установленный вакуумманометр (прибор для измерения остаточного и избыточного давления) ввод питания электронасоса 10, герметично установленный вакуумманометр, (прибор для измерения остаточного и избыточного давления 11, расходометры 12, 13, термометр 14, плавно регулируемый нагреватель 15, система регулирующих вентилей 16, 17, 18, 19, 20, 21, маслопроводы 22, 23, 24, 25, 26,27, азотопроводы 28,

29, вакуумный насос 30 со смонтированным на нём уловителем паров масла и воды 31, отходящий от него вакуумный провод 32, без применения опорной рамы и дополнительных металлоконструкций, что уменьшает вес и повышает мобильность устройства.

Устройство для дозаправки маслом вводов высоковольтных аппаратов и трансформаторов работает следующим образом.

Масло подаётся в устройство за счёт разрежения, создаваемого в устройстве вакуумным насосом

30, без применения подкачивающего насоса, подающего масло в устройство, чем предлагаемое устройство отличается от известных аналогов, после нагрева в плавно регулируемом нагревателе 15, в который вмонтирован маслоочистительный фильтр, мощность нагревателя 15 изменяется плавно, начиная с нуля, не позволяя отдельным элементам перегреваться, тем самым предотвращая появление теплового импульса, который инициирует начало цепного и неуправляемого процесса окисления масла, поступает на растекатель 6, через который масло попадает на кольца Рашига 5, растекается по ним тонкой плёнкой, причём толщина плёнки меньше, чем у аналогов, что достигается кратным увеличением в сравнении с аналогами площади растекания масла, за счёт кратного увеличения суммарной площади поверхности колец Рашига. Под воздействием температуры и разрежения в устройстве влага, находящаяся в масле в растворённом состоянии, вскипает, превращается в парообразное состояние и удаляется из плёнки вакуумным насосом 30; после прохождения через кольца Рашига масло попадает в нижнюю часть дегазационной колонки 1, откуда электронасосом 8, по маслопроводам 22, 24, откачивается из устройства, коли- 2 024057 чество масла, подаваемого в устройство, должно быть равно количеству масла, откачиваемого из устройства, называемому производительностью устройства, регулируется вентилями 16, 18, 20 по показаниям расходомеров 12, 13. В режиме сушки (удаления из масла влаги) производительность устройства рассчитывается и настраивается таким образом, чтобы при любой степени увлажнения изоляционные свойства масла восстанавливались до нормируемых параметров за одну прокачку масла через устройство.

В процессе дегазации (удаления из масла воздуха) в нижнюю часть дегазационной колонки 1 закачивается необходимое количество масла, затем электронасосом 8 масло по маслопроводам 22, 25 подаётся на растекатель 6, через который масло попадает на кольца Рашига 5, растекается по ним тонкой плёнкой, при этом воздух, находящийся в масле в растворённом состоянии, удаляется из плёнки масла вакуумным насосом 30, после колец Рашига масло попадает в нижнюю часть дегазационной колонки 1, процесс перекачивания масла по кольцам Рашига 5 с одновременным удалением воздуха из корпуса устройства повторяется до достижения маслом нормируемых параметров по содержанию воздуха в масле (по газосодержанию).

Азотирование масла производится непосредственно после окончания процесса дегазации, при достижении маслом нормируемых параметров по содержанию воздуха в масле (по газосодержанию), для чего в процессе дегазации к азотопроводу 29 присоединяется баллон с азотом, отключается вакуумный насос 30, электронасос 8 остаётся в работе, прокачивая масло внутри дегазационной колонки через кольца Рашига 5, открывается вентиль на баллоне с азотом, открывается вентиль 19, в дегазационной колонке создаётся избыточное давление, на 5% превышающее атмосферное, процесс перекачивания масла по кольцам Рашига 5 с одновременным насыщением масла азотом в корпусе устройства повторяется до достижения маслом нормируемых параметров по содержанию азота в масле, режим азотирования настраивается по расходу масла, контролируемого расходомером 12, и в дальнейшем не меняется.

Claims (1)

1. Устройство для дозаправки маслом вводов высоковольтных аппаратов и трансформаторов, содержащее корпус с вмонтированными в него электронасосом, дегазационной колонкой с кольцами Рашига, уловителем пены, расположенные на корпусе термометр, смотровое окно, система регулирующих вентилей, отличающееся тем, что кратно увеличено число колец Рашига в кратно увеличенной дегазационной колонке, на корпусе смонтированы маслопровод, азотопровод, плавно регулируемый подогреватель, расходомеры, прибор для измерения остаточного и избыточного давления, на вакуумном насосе установлены уловитель паров масла и воды.