Zespół urządzeń do suszenia i impregnacji transformatorów rozdzielczych

Zespół suszarni próżniowych wraz z urządzeniami gospodarki olejowej przeznaczony jest do suszenia i impregnacji olejowych transformatorów rozdzielczych o mocy od 16 do 2500 kVA oraz napięciu znamionowym uzwojenia GN 6 do 35 kV. Charakteryzuje się on wysoką efektywnością energetyczną i dużą wydajnością technologiczną.
Nagrzewanie całkowicie zmontowanych transformatorów ograniczone jest praktycznie do strefy izolacji uzwojeń. Uzwojenia zarówno strony górnego jak i dolnego napięcia nagrzewane są prądem niskiej częstotliwości w granicach 2 ÷ 3 Hz. Elementy transformatora takie jak rdzeń i kadź nie są nagrzewane. Proces suszenia prowadzony jest przy obniżonym ciśnieniu poniżej 0,5 mbar. Pozwala to nagrzewać izolację do względnie wysokich temperatur 130 ÷ 140o C bez narażenia jej na przyśpieszone starzenie.

Wnętrze komory suszarni próżniowej z widocznymi przyłączami	Gospodarka olejowa

Olej transformatorowy jest uzdatniany i podgrzewany w agregatach typu UZO produkcji IEnOT do temperatury wymaganej przy impregnacji izolacji papierowej. Procesy suszenia, uzdatniania oleju oraz impregnacji transformatorów są sterowane komputerowo co pozwala na dobór optymalnych parametrów w każdym etapie procesu a jednocześnie minimalizuje obsługę urządzeń. Po wysuszeniu transformatory zalewane są pod próżnią uzdatnionym olejem izolacyjnym w ilości zadanej w danych wejściowych programu komputerowego. Każdy z transformatorów chroniony jest przed przepełnieniem indywidualnym czujnikiem poziomu oleju. Do impregnacji można stosować olej nie inhibitowany lub z zawartością inhibitora. Projekt całej instalacji oraz przebieg procesu suszenia i impregnacji zostały opracowane w Oddziale Transformatorów Instytutu Energetyki w Łodzi.

Przeznaczenie

Zespół urządzeń do próżniowego suszenia i impregnacji olejowych transformatorów rozdzielczych składa się z jednej lub dwóch komór próżniowych wraz z zespołem urządzeń gospodarki olejowej. Każda z komór może mieć dwie lub trzy linie zasilane prądem niskiej częstotliwości. Do każdej z nich można podłączyć 1 do 4 sztuk transformatorów o identycznych parametrach. Każda z linii jest niezależnie zasilana i sterowana co umożliwia jednoczesne suszenie w jednej komorze dwóch lub trzech typów transformatorów. Ze względu na ograniczenie prądowo-napięciowe możliwe jest jednoczesne suszenie, przy zasilaniu z jednej linii, co najwyżej określonej liczby transformatorów w zależności od mocy i napięcia patrz załączona tablica, w której nie uwzględniono wymiarów geometrycznych suszonych transformatorów.

Zespół pomp próżniowych współpracujących z komorami suszarni próżniowej

Liczba transformatorów, które mogą być jednocześnie suszone przy zasilaniu z jednej linii z uwagi na ograniczenia prądowo napięciowe

Moc [kVA]	Napięcie znamionowe uzwojenia* [kV]
	do 6,3	10,5	15,75	21	35
16-40	4	4	4	4	4
63-75	2	2	2	2	2
100-400	4	4	4	4	4
500	4	4	4	4	4
630	4	4	4	4	4
800	2	4	4	4	4
1000	2	4	4	4	4
1250	2	4	4	4	4
1600	2	2	4	4	4
2000	1	2	2	4	4
2500	1	1	1	1	1

Uwaga: *Napięcie znamionowe uzwojenia zasilanego. W wykonanych instalacjach, w uzgodnieniu ze zleceniodawcą transformatory 2500 kVA o napięciu < 6 kV nie mogą być suszone. Wspomniane ograniczenia te powodują, że transformatory o mocach do 40 kVA są zasilane od strony DN (zaciski uzwojenia GN są zwarte), a pozostałe transformatory są zasilane od strony GN (zaciski uzwojenia DN są zwarte).

Zespół urządzeń do próżniowego suszenia i impregnacji transformatorów dzięki ograniczeniu nagrzewania całkowicie zmontowanych transformatorów praktycznie do strefy izolacji pozwala na znaczne oszczędności czasu i zużywanej energii. W oparciu o pomiary przeprowadzone w trzech działających zespołach suszarń można stwierdzić, że zastosowanie tych urządzeń daje następujące oszczędności w porównaniu z suszarniami tradycyjnymi:

• zmniejszenie zużycia energii elektrycznej o ok. 70%,
• skrócenie czasu suszenia transformatorów z 30 do 8 godzin

Oprócz podstawowej funkcji suszenia i impregnacji transformatorów układ umożliwia wykonywanie następujących dodatkowych czynności objętych gospodarką olejową:

• przyjmowanie i magazynowanie dwóch typów oleju izolacyjnego (z inhibitorem i bez),
• uzupełnianie poziomu uzdatnionego oleju w transformatorze,
• sprzedaż oleju uzdatnionego,
• sprzedaż oleju nie uzdatnionego (w stanie dostawy),
• ściąganie czystego oleju z transformatora do zbiorników magazynowania oleju,
• ściąganie zużytego oleju poprzez kratę ociekową do zbiornika slopowego.

Suszarnia atmosferyczna

Suszarnia atmosferyczna składa się z komory w której nagrzewane są zmontowane transformatory bez kadzi oraz z zespołu do próżniowej impregnacji wysuszonych transformatorów.

Komora

Komora z otwieranymi drzwiami izolowana cieplnie wełną mineralną. Podłogę komory stanowi płyta stalowa przymocowana do podłogi hali. Platforma jezdna do transportu transformatorów do i z komory wchodzi w skład suszarni atmosferycznej. Do komory wstawiane są zmontowane transformatory bez kadzi. Ilość typów suszonych jednocześnie transformatorów i ich liczba ograniczona jest tylko wymiarami komory. Transformatory w komorze nagrzewane są gorącym powietrzem w obiegu wymuszonym. Powietrze ogrzewane jest przez zespół grzałek elektrycznych. Zespół urządzeń sterujących i kontrolno-pomiarowych umieszczonych w szafie sterowniczej zapewnia prawidłową pracę suszarni oraz zabezpiecza suszone transformatory i elementy grzejne przed uszkodzeniem.

Wnętrze komory suszarni atmosferycznej

W celu zoptymalizowania pracy suszarni i zminimalizowania zużycia energii elektrycznej praca suszarni jest sterowana przez sterownik przemysłowy SIMATIC firmy Siemens. Zastosowanie tego sterownika pozwala na regulację następujących parametrów pracy układu:

• maksymalna temperatura w komorze suszarni,
• wartość graniczna po przekroczeniu której następuje awaryjne wyłączenie całości,
• szybkość narastania temperatury (nie większa jednak niż podany wcześniej czas nagrzewania pustej komory),
• ustawienie kilku (do trzech) temperatur utrzymywanych w komorze podczas suszenia,
• utrzymywanie w komorze zadanej temperatury z dokładnością do kilku stopni, ustawienie czasu utrzymywania w komorze zadanej temperatury.

Po wyjęciu z komory wysuszonych transformatorów należy umieścić je w kadziach i zaimpregnować uzdatnionym olejem transformatorowym.

Układ do próżniowej impregnacji wysuszonych transformatorów

Zespół do suszenia i impregnacji transformatorów rozdzielczych

Układ do próżniowej impregnacji wysuszonych transformatorów składa się z umieszczonej w podłodze hali wanny i nakładanego z góry dzwonu. Górna powierzchnia wanny wyposażona w kratę ociekową znajduje się na poziomie podłogi hali.

Wanna wyposażona jest dodatkowo w:

• zbiornik na rozlany olej,
• podłączenie umożliwiające ściągnięcie rozlanego oleju
• podłączenie umożliwiające impregnację transformatorów uzdatnionym olejem,
• podłączenie pompy próżniowej,
• izolatory przepustowe umożliwiające podłączenie czujników poziomu oleju.

Dzwon podnoszony i opuszczany będzie za pomocą podnośników słupowych posiadających wymagane atesty. Po wysuszeniu i umieszczeniu w kadzi transformatory należy przetransportować na kratę ociekową urządzenia do impregnacji próżniowej. Po podłączeniu węża zalewowego i umieszczeniu czujnika można opuścić dzwon. Po opuszczeniu dzwonu można uruchomić pompę próżniową. Jeżeli ciśnienie pod dzwonem osiągnie wymaganą wartość (ok. 1 mbar) można uruchomić pompę podającą uzdatniony olej. Po zakończeniu impregnacji należy za pomocą zaworu ręcznego zapowietrzyć dzwon.

Małe suszarnie atmosferyczne

Suszarnia ta przeznaczona jest do atmosferycznego suszenia zmontowanych transformatorów rozdzielczych, bez kadzi.

Komora

Ściany komory suszarni zbudowane są z blachy stalowej ocynkowanej z izolacją termiczną z wełny mineralnej o grubości ok. 100 mm.

Komora suszarni ustawiona jest bezpośrednio na podłodze hali, posiada listwę progową o wysokości 80 mm.

Pod podłogą komory znajduje się olejoszczelna wanna z króćcem i zaworem kulowym do zbierania rozlanego oleju.

Wnętrze komory suszarni wykonanej dla ZE Koszalin

W tylnej ścianie komory zabudowane są elektryczne nagrzewnice przedmuchowe o łącznej mocy 27 kW, podzielone na dwie sekcje N1 i N2, po 13,5 kW każda. Sekcje te wyposażone są w wentylatory powietrza obiegowego o jednostkowej wydajności 1500 m³ / h.

Transformatory nagrzewane są za pomocą dwóch sekcji N1 i N2 grzałek elektrycznych. Sekcja N1 wyłączana jest gdy temperatura w komorze przekracza 90°C, a załączana jest jeżeli temperatura będzie niższa niż 80°C. Sekcja N2 wyłączana jest jezeli temperatura w komorze przekroczy 109°C, a załączana jest jeżeli temperatura będzie niższa niż 105°C.

Podczas suszenia temperatura wsadu (transformatora) wynosi ok. 105 - 109°C.

Na stropie komory umieszczony jest króciec (kominek) wyrzutowy o średnicy 130 mm, Którym usuwana jest część powietrza na zewnątrz. W ścianie bocznej umieszczony jest drugi króciec o średnicy 130 mm do zasysania czystego powietrza z hali. Komora suszarni zamykana jest przez dwuskrzydłowe drzwi stanowiace przednią ścianę suszarni.

Dane techniczne

Widok suszarni od strony szafy sterowniczej

Wymiary zewnętrzne suszarni: (dł. x szer. x wys.) 1900 x 1900 x 1700.

Wymiary wewnętrzne: 1500 x 1000 x 1600.

Zasilanie suszarni:

• 3 x 400 V + N + PE,
• moc suszarni ok. 28 kW,
• Kabel zasilający 5 x 16 mm².

pobierz plik .pdf