Герметичные трансформаторы и трансформаторы с расширительным баком — что выбрать

Масло расширяется при нагреве и сжимается при остывании. Каждый масляный трансформатор должен компенсировать это изменение объёма, не допуская попадания воздуха, поскольку именно кислород и влага старят изоляцию. Две конструкции решают эту задачу по-разному, и выбор влияет на обслуживание, срок службы и состав устанавливаемых принадлежностей.

Как работает каждая конструкция

Различие конструкций

Сравнение

Воздухоосушитель

Воздухоосушитель — тот узел, от которого зависит, будет ли трансформатор с расширителем стареть благополучно или нет. При остывании масло сжимается и в расширитель втягивается воздух. Воздухоосушитель удаляет из этого воздуха влагу с помощью силикагеля или аналогичного осушителя.

Когда осушитель насыщается, он перестаёт поглощать влагу, и она попадает в масло. Вода в масле снижает пробивное напряжение и ускоряет разрушение бумажной изоляции, что в итоге и завершает срок службы трансформатора.

• Силикагель меняет цвет по мере насыщения — обычно оранжевый или синий в сухом состоянии, бесцветный или розовый в отработанном
• Периодичность замены или регенерации зависит от климата и загрузки; во влажной среде осушитель расходуется быстрее
• Там, где выезды на объект затруднены, применяются необслуживаемые воздухоосушители с автоматической регенерацией

Различия в защите

Газовое реле устанавливается в трубопроводе между баком и расширителем и реагирует на накопление газа или бросок масла — оба признака внутреннего повреждения. Это одно из самых эффективных устройств защиты маслонаполненного трансформатора, и оно возможно только на агрегате с расширителем.

В герметичных трансформаторах применяется иная защита:

• Предохранительный клапан — сбрасывает давление при серьёзном внутреннем повреждении
• Реле резкого повышения давления — реагирует на быстрый рост давления, по назначению аналогично газовому реле
• Указатель температуры масла с контактами сигнализации и отключения
• Указатель температуры обмоток на агрегатах большей мощности

Такая защита достаточна, но менее информативна. Газовое реле накапливает газ со временем и позволяет выявить медленно развивающийся дефект по объёму и составу собранного газа. Герметичный агрегат не даёт равноценного раннего предупреждения — только полноценный отбор пробы на DGA. См. Анализ растворённых газов (DGA).

Конструкция с гофрированными стенками и с радиаторами

Герметичные трансформаторы компенсируют расширение масла за счёт упругой деформации бака. Применяются два решения:

Когда выбирать герметичное исполнение

• Удалённые или необслуживаемые объекты, где регулярные выезды нецелесообразны
• Агрегаты столбовой и напольной установки в распределительных сетях
• Влажная, прибрежная или запылённая среда, где обслуживание воздухоосушителя затруднено
• Стеснённые условия, где дополнительная высота расширителя создаёт проблему
• Мощности примерно до 2500 kVA, когда устройство РПН не требуется
• Когда приоритетом является минимизация затрат на обслуживание за срок службы

Когда выбирать исполнение с расширителем

• Мощности свыше 2500 kVA, где герметичное исполнение становится нецелесообразным
• Когда требуется устройство РПН
• Когда газовая защита предписана сетевой компанией или проектным стандартом
• Ответственные объекты, где отбор проб и фильтрация масла в эксплуатации входят в регламент обслуживания
• Когда на объекте уже имеется служба эксплуатации
• Когда предусмотрен расширенный контроль состояния трансформатора в течение длительного срока службы

Практические замечания

• Тип бака определяется при изготовлении. Герметичный трансформатор нельзя переделать в исполнение с расширителем и наоборот без существенной переработки.
• Герметичные агрегаты заполняются и герметизируются на заводе под вакуумом. Любые работы на объекте, нарушающие герметичность, требуют надлежащей вакуумной обработки для восстановления состояния изоляции.
• Если герметичный трансформатор предназначен для объекта с высокой температурой окружающей среды, убедитесь, что запас на расширение рассчитан на фактический диапазон температур. Бак должен компенсировать полное изменение объёма масла без чрезмерного давления.
• Для агрегатов с расширителем, устанавливаемых на открытом воздухе в холодном климате, важен выбор воздухоосушителя: некоторые типы осушителей плохо работают при отрицательных температурах.
• Для обоих типов тепловые характеристики и срок службы изоляции зависят от температуры, которой фактически достигают обмотки. См. Тепловые классы изоляции трансформаторов и предельные температуры.