Азотирование трансформаторов

Чтобы масло в  трансформаторах не контактировало с атмосферным воздухом, используют азотную защиту (азотирование).

Данный принцип  защиты заключается в том, что надмасляное пространство расширителя заполнено азотом, исключающим увлажнение внутренней изоляции трансформатора и насыщение предварительно дегазированного масла кислородом.

Азотная защита построена таким образом, что исключает возможность проникновения окружающего воздуха в трансформатор.

Азотирование трансформаторов

Рис. 1. Принципиальная схема азотной защиты трансформатора: 1  —  предохранительная трубка; 2  —  стальной трубопровод; 3  —  расширитель; 4  —  резиновый шланг: 5  —  осушитель азота; 6. 7, 10  —  краны; в  —  эластичные емкости; 9  —  резиновый шланг

С помощью эластичных резервуаров, заполненных азотом, обеспечивается наличие азота в надмаслянном пространстве все время работы трансформатора (рис. 1). Через осушитель резервуар с азотом соединяется с дыхательной трубкой расширителя. При снижении уровня масла в расширителе азот из эластичного резервуара идет в расширитель, при повышении уровня масла произойдет обратное, т. е. азот из расширителя пойдет в резервуар.

Азотирование трансформаторов

Кроме функции осушения поступающего в расширитель азота, осушитель, в случае повреждения эластичных резервуаров, будет некоторое время защищать от увлажнения изоляцию трансформатора.

Осушитель заполняется сухим силикагелем, степень увлажненности которого определяется по индикаторному силикагелю. Объем резервуара, который обеспечит компенсацию тепловых изменений объема трансформаторного масла и самого азота, определяется по формуле, м3, где VМ  –  объем масла в трансформаторе, м3; а – коэффициент объемного расширения масла; ТМ и Тв – возможный температурный перепад масла и воздуха во время работы трансформатора; р  –  коэффициент объемного расширения азота.

Материалом для эластичных емкостей служит воздухонепроницаемая, маслостойкая прорезиненная ткань.

Обычно резервуары изготовляются емкостью 6 м3, и в зависимости от количества масла в трансформаторе устанавливается один или два резервуара. Чтобы предохранить от воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков, резервуары помещают в специальные шкафы. Во время подпитки резервуаров азотом следует перекрыть кран, соединяющий резервуар с расширителем, чтобы не повысить давление в трансформаторе.

При  монтаже трансформаторов с азотной защитой следующая последовательность процессов:

  • заливка трансформатора дегазированным маслом;
  • подключение заполненных азотом резервуаров к трансформатору;
  • азотирование масла в баке трансформатора.

Перед дегазацией масло должно быть осушено до остаточного содержания влаги не более 0,001% и затем подвергнуто вакуумированию при остаточном давлении не выше 666,5 Па. Заливаемое в трансформатор дегазационной установкой масло должно содержать воздуха не более 0,1% по объему. Азотирование для предупреждения перенасыщения масла азотом надо производить при давлении, близком к атмосферному. При этом  избыточное давление не должно превышать 300 Па. Применение дегазационной установки УВМ (станции масляной мобильной СММ) значительно облегчает и убыстряет процесс азотирования. В зависимости от температуры растворимость азота в масле меняется, что необходимо учесть во время азотирования. Количество азота, необходимое для азотирования, определяется по формуле:

Азотирование трансформаторов

где 1/аз  –  объем азота, м3; VМ  –  объем масла, м3; VН  –  объем надмаслянного пространства, м3; R  –  растворимость азота в масле при данной температуре.

Растворимость азота в трансформаторном масле приведена ниже:

Температура масла, 0 ⁰С 0 25 40 60 80
Содержание азота, % 8 8,6 8,85 9,1 9,5