1. Введение в трансформаторы

Основная конструкция трансформатора включает корпус, масляный бак, устройство охлаждения, защитные устройства, выводное устройство и трансформаторное масло. Корпус состоит из стального сердечника, обмотки, изоляции, выводных проводов и переключателя отбора отводов; масляный бак включает корпус бака и комплектующие; защитные устройства включают масляный подушечный бачок, указатель уровня масла, предохранительный воздухоотвод, дыхательный аппарат, термометрический элемент, реле очистки масла и др.; выводное устройство включает фарфоровые изоляторы высокого, среднего и низкого напряжения и др.

Масляная подушка устанавливается в верхней части масляного бака трансформатора и соединяется с ним посредством трубопровода; её функции заключаются в следующем: компенсировать расширение и увеличение объёма масла в результате повышения температуры трансформатора; ограничивать площадь контакта масла с воздухом, чтобы уменьшить степень увлажнённости и окисления масла; а также обеспечивать смазку во время работы, предотвращая попадание пузырьков воздуха в трансформатор. Масляные подушки обычно делятся на два типа: капсульные и диафрагменные; их функции одинаковы — основное назначение капсулы или диафрагмы — изолировать масло от воздуха. Газ внутри капсулы масляной подушки обменивается с внешней средой через воздухообменный прибор.

2. Структура и функция
респираторов (1) Строение и функции респираторов

Респи́ратор, также называемый осушающим дыхателем, заполняется адсорбентом; в качестве адсорбента часто применяется окрашивающийся силикагель, который поглощает влагу из воздуха и снижает уровень влажности и степень окисления трансформаторного масла. Газовый реле устанавливается на соединительной трубе между баком и масляным подушечным баком таким образом, что газ, образующийся в топливном баке, прежде чем попасть в масляный подушечный бак, должен пройти через газовое реле.
Респиратор (на фото) устанавливается на конце трубопровода, соединяющего масляный подушечник с воздухом. Обычный респиратор трансформатора в основном состоит из железной трубки, стеклянного сосуда и масляного стакана; стеклянный сосуд заполнен осушителем (например, силикагелем), а масляный стакан — определённым количеством изоляционного масла. Когда воздух в масляном подушечнике трансформатора расширяется или сжимается вместе с изменением объёма трансформаторного масла, выделяющийся или всасываемый воздух проходит через респиратор, а осушитель в нём поглощает влагу из воздуха, тем самым осушая и фильтруя его и обеспечивая чистоту изоляционного масла в масляном баке трансформатора. 3. Ежедневное управление и техническое обслуживание
Респиратор является основным органом дыхания в масляном баке трансформатора, и его ежедневное техническое обслуживание напрямую связано с очисткой внутреннего изоляционного масла главного трансформатора. Длительное игнорирование управления респираторами приводит к увлажнению внутреннего изоляционного масла трансформатора, снижению его диэлектрической прочности и, в тяжёлых случаях, к возникновению электрических аварий. В качестве руководителя эксплуатации необходимо усиливать ежедневный контроль за состоянием респираторов, а обслуживающему персоналу — своевременно разрабатывать стратегию их технического обслуживания в соответствии с текущим состоянием и качественно выполнять все виды ремонтных работ. При проведении ежедневного осмотра респираторов трансформаторов следует обращать внимание на следующие требования: во‑первых, количество силикагеля должно составлять две трети объёма респиратора; когда окрашенная часть силикагеля превышает одну треть от общего объёма, его необходимо своевременно заменить. Согласно действующим правилам государственного технического обслуживания энергосистемы, при окрашивании двух третей силикагеля оборудование трансформатора считается находящимся в ненормальном состоянии. Как показано на рисунке…

Во‑вторых, уровень изоляционного масла в масляном стакане должен быть выше нижнего конца маслопровода, чтобы обеспечивать герметизацию и удаление пыли. Уровень изоляционного масла в масляном стакане не должен превышать верхней отметки, указанной на масляной метке; в противном случае может произойти засорение пробки дыхательного отверстия, и респиратор перестанет нормально выдыхать воздух.

В‑третьих, уплотнение респиратора должно быть надёжным; изменение цвета силиконовой прокладки должно начинаться с нижней части; если окраска верхней части также меняется, это свидетельствует о неплотном уплотнении. Для обеспечения нормальной работы респиратора его уплотнение необходимо своевременно регулировать.

В‑четвёртых, при отклонении уровня масла от нормы или при отсутствии дыхательного явления в сухом осушителе главного трансформатора необходимо усилить контрольно‑аналитический мониторинг, чтобы установить, не заблокировано ли дыхательное отверстие осушителя, что приводит к образованию разрежения внутри главного трансформатора. При чрезмерно высоком уровне масла, когда осушитель переполняется и вызывает загрязнение силикагелем, следует своевременно усилить контроль за состоянием масла в корпусе главного трансформатора и произвести замену силикагеля.

3. Замена силиконовой части респиратора (1) Подготовка перед заменой: подготовьте соответствующие инструменты и материалы

Работайте со вторым типом непрерывного рабочего билета: обратитесь к диспетчеру с просьбой отключить тяжёлые контактные пластины «срабатывание при включении местного тяжёлого газа» и «срабатывание при включении нагруженного газа», а также перевести защиту по газу главного трансформатора в режим сигнализации. Если заменяется только силикагель (большой резервуар) рядом с лестницей, то вернётся газ из основной части; если же заменяется лишь нагруженный силикагель (малый резервуар) рядом с указателем температуры масла, то вернётся только газ нагрузки. 2) Правильные этапы замены силикагеля: 1. Сначала снимите воздухоотводчик, то есть ослабьте четыре винта на стыке воздухоотводчика и дыхательной трубки масляного подушки, после чего удалите воздухоотводчик (обратите внимание: воздухоотводчик следует поддерживать снизу, чтобы он не упал и не разбился). Заверните дыхательную трубку в чистое, сухое полотенце, чтобы предотвратить попадание воздуха и примесей непосредственно в подушку.

2. Снимите масляный резервуар с респиратора и установите респиратор под углом 45°; ослабьте нижнюю вращающуюся пластину респиратора (с шестью небольшими отверстиями), повернув её против часовой стрелки отвёрткой с одной головкой; затем поверните и извлеките масляный резервуар, после чего ослабьте две маленькие гайки и снимите небольшой стеклянный цилиндр (очистите масляный резервуар от масла).

4. Снимите верхнюю крышку силиконового резервуара, отвинтите её и извлеките длинный винт; установите респиратор в вертикальном положении, поднимите верхнюю крышку, чтобы открыть силиконовый резервуар, и замените его новым силиконовым элементом. (Если он был запечатан стеклянным клеем, сначала аккуратно соскребите клеевое соединение ножом; не прилагайте чрезмерных усилий.)

3. Установка респираторов и проверка 1. Способ установки: В отличие от указанных выше этапов снятия (уровень масла в большом стеклянном цилиндре на 1 см выше минимального уровня, а малый стеклянный цилиндр внизу погружён в масло из большого стеклянного цилиндра)

2. Проверка: (1) Убедиться в герметичности уплотнений респиратора; (верхние и нижние соединительные части прозрачного бака должны быть герметизированы стеклянным клеем) (2) Проверить, плотно ли закрыт сливной кран масла на корпусе главного трансформатора и отсутствует ли утечка масла; (3) Убедиться, что маленькое окно реле легкого газа заполнено маслом; (4) После часовой работы корпуса главного трансформатора проверить, чтобы реле легкого газа было отключено при отсутствии газа. В завершение результаты проверки сообщаются диспетчеру, а соответствующие блокировочные пластины «локальное срабатывание тяжелого газа — отключение» и «срабатывание газа под нагрузкой — отключение» переводятся в режим диспетчерского распоряжения для восстановления нормальной работы газовой защиты главного трансформатора. (В случае обнаружения газа необходимо добросовестно доложить об этом и ожидать проведения работ персоналом по обслуживанию.)
В течение 48 часов после выздоровления следует уделять пристальное внимание следующим местам:
1. Определить наличие газа в малом окне реле малого давления; 2. Проверить цвет вновь заменённого силикагеля и отсутствие попадания масла в нижний малый бак; 3. Удалить остатки масла с наружной поверхности заменённого осушающего поглотителя при помощи промокательной бумаги, а также заменить камешки под осушающим воздухоотводным устройством и узлом слива смазки для проверки на наличие утечек масла.
4. Меры предосторожности при замене силиконового элемента респиратора Замена силиконового элемента должна осуществляться в благоприятную погоду и при умеренной влажности воздуха. При этом необходимо соблюдать безопасное расстояние от токоведущих частей. Сразу после снятия респиратора наконечник дыхательной трубки следует обернуть чистой пластиковой плёнкой, чтобы предотвратить попадание влаги.
При замене следует заменить изоляционное масло в масляном стакане и добавить достаточное количество нового, соответствующего требованиям, чтобы обеспечить эффективную фильтрацию пыли этим маслом.
При замене силикагеля следует отключить защиту от тяжёлого газа на основном трансформаторе (регулирование давления); если внутри основного трансформатора создаётся разрежение, замена силикагеля может привести к срабатыванию сигнализации о наличии газа.
Если силикон попадёт в глаз, промойте его обильным количеством воды и как можно скорее обратитесь к врачу. Синий силикагель токсичен из‑за содержания небольшого количества оксида кобальта; поэтому избегайте контакта с пищевыми продуктами и вдыхания его частиц. При отравлении немедленно обратитесь за медицинской помощью.
Заменённый силикагель следует надлежащим образом хранить, чтобы предотвратить загрязнение почвы и воздуха. При значительных запасах его можно нагревать и высушивать при помощи большого ложка; после этого его можно продолжать использовать, что позволяет снизить эксплуатационные расходы. Температура десорбционной регенерации не должна превышать 120 °C; в противном случае он утратит свой хромогенный эффект вследствие постепенного окисления хромогенного агента.
5. Анализ случая неудачи в управлении респиратором Случай 1: В ходе периодического профилактического испытания главного трансформатора № 1 подстанции было установлено, что показатели измерений сопротивления изоляции и тока утечки трансформатора не соответствуют нормативным требованиям.
Упрощённый испытательный метод масла показал, что предел прочности изоляционного масла на сжатие составляет 1,8 кВ, при этом в оборудовании, работающем с изоляционным маслом, выявлены потенциальные угрозы безопасности. В ходе осмотра установлено, что герметичность корпуса оборудования хорошая, утечек и попадания воды не обнаружено. После вскрытия газового реле выявлено скопление воды (около 10 г) и явления коррозии внутри; в нижней части масляного бака переключателя регулятора давления также обнаружено скопление воды — примерно 100 г; силикагель в переключателе регулятора давления и в дыхательном устройстве масляного консерватора корпуса сильно обесцвечены. По результатам анализа сделан вывод: снижение изоляционных свойств трансформатора обусловлено главным образом неисправностью дыхательного устройства. При сильном обесцвечивании силикагеля в дыхательном устройстве влага из воздуха непосредственно поступает в масляный бак; под воздействием температурных колебаний на стенках бака образуется конденсат. Конденсат выносится в масляный бак, в результате чего повышается содержание воды в трансформаторном масле, ухудшаются его изоляционные характеристики и снижается диэлектрическая прочность. После просушки и фильтрации изоляционного масла, а также усиления контроля и обслуживания дыхательного устройства оборудование работает стабильно.
Случай 2: В ходе процесса обесцвечивания и удаления силиконового вещества из основного масляного подушечного фильтра резервной подстанции неэлектрическое защитное воздействие самого трансформатора привело к отключению выключателя на стороне высокого и низкого напряжения главного трансформатора.
Высоковольтные электрические испытания трансформатора, проверка масла и осмотр конструкции не выявили отклонений от нормы. В ходе ремонтных работ было установлено, что при замене силикагеля персонал своевременно не отключил локальную защиту от тяжёлого газа. Дыхательный пробка респиратора масляного расширителя загрязнена пылью и не обеспечивает необходимое дыхание, вследствие чего внутри трансформатора создаётся разрежение. Когда ремонтные бригады сняли респиратор, в трансформатор поступило значительное количество газа, что привело к интенсивному движению масла внутри газового реле и вызвало его некорректную работу.