Главная \ Проекты \ ОАО «ФСК ЕЭС»: ПС 220 кВ г. Кемерово \ Экспертное заключение

Новости

ОАО «ФСК ЕЭС» ПС 220 кВ г.Кемерово

Экспертное заключение

PDFСкачать PDF


Экспертное заключение
о применении технологии сверхглубокой очистки
ОАО «Кузбасский технопарк» для трансформаторных масел
и внутренних поверхностей трансформатора

1. Вводная часть


1.1. Основание для проведения работ

Протокол совещания по вопросу применения технологии сверхглубокой очистки трансформаторных масел ОАО «Кузбасский технопарк» на объектах ОАО «ФСК ЕЭС» от 11.09.2009 № 153, письмо ОАО «ФСК ЕЭС» от 12.10.2009 №ДГ/93/44.


1.2. Объект эксперимента

Автотрансформатор АТ-2-240 ПС 220 кВ Кемеровская филиала ОАО «ФСК ЕЭС» - Кузбасского ПМЭС (тип АТДЦТГ-240 000/220/110/10; год выпуска – 1967, объем масла - 62т.).


1.3. Условия проведения работ

В период с 29.09.2009 по 22.10.2009 на АТ-2-240 ПС 220 кВ Кемеровская выполнялся капитальный ремонт с применением оборудования и технологии обработки трансформаторных масел, регламентированных СО 34.46.605 «Руководящий нормативный документ. Типовая технологическая инструкция. Трансформаторы напряжением 110-1150 кВ, мощностью 80 МВА и более. Капитальный ремонт», СО 153-34.43.105-89 «Методические указания по эксплуатации трансформаторных масел». Эксплуатационные характеристики трансформаторного масла после проведенного ремонта полностью соответствовали требованиям нормативно-технической документации.

В период с 27.10.2009 по 02.11.2009 были выполнены работы по экспериментальной сверхглубокой очистке трансформаторного масла и внутренних поверхностей трансформатора ООО «Центр молекулярных технологий». Для проведения работ по сверхглубокой очистке, было использовано оборудование «Комплекс фильтров очистки диэлектрических жидкостей», производительность составила 1900 литров/час. Работы по нагреву трансформаторного масла, его осушке и дегазации были выполнены специалистами Кузбасского ПМЭС на собственной установке УВМ-5.


2. Влияние сверхглубокой очистки на показатели качества трансформаторного масла


Для оценки качества сверхглубокой очистки были отобраны пробы масла до и после проведения работ. Результаты анализов оформлены соответствующими протоколами и сведены в таблицу (Приложение №1).


2.1. Основные функции трансформаторного масла, методы контроля качества масел

Трансформаторное масло является одновременно и изоляционной, и охлаждающей средой, имеет контакт с токоведущими конструкциями, магнитопроводом и твердой изоляцией.

Основными способами сохранения эксплуатационных свойств масла являются:

Процесс старения происходит при повышенных температурах за счет совместного воздействия молекулярного кислорода воздуха, воды и электрического поля.

Чтобы эффективно выполнять функции диэлектрика и теплоотводящей среды, а также для продления срока службы трансформаторного масла (при правильной эксплуатации срок службы масла должен быть не менее срока службы оборудования, в которое оно залито), необходимо контролировать его состояние.

Условно виды испытания трансформаторного масла можно разделить на 3 группы:


2.2. Требования к качеству эксплуатационных трансформаторных масел

Основные документы, определяющие требования к качеству трансформаторных масел – «Объемы и нормы испытания электрооборудования» (СО 34.45-51.300-97), Методические указания по эксплуатации трансформаторных масел (СО 34.43.105-89). Требуемые значения показателей качества масел различны: свежие масла, регенерированные и очищенные масла, эксплуатационные масла имеют разный набор определяемых параметров и различные допустимые значения. Также значения некоторых показателей зависят от класса напряжения электрооборудования, в которое это масло залито.

Требования к эксплуатационным трансформаторным маслам, на основании которых будет проведена оценка эффективности технологии сверхглубокой очистки масла, приведены в приложении №2.


2.3. Качество трансформаторного масла до начала экспериментальной очистки

Как уже было отмечено, показатели качества трансформаторного масла до начала процесса сверхглубокой очистки полностью соответствовали требованиям нормативных документов согласно п.2.2.


2.4. Сравнение результатов анализов масла до и после очистки

Сравнительный анализ результатов испытания трансформаторных масел показал следущее влияние сверхглубокой очистки на показатели качества трансформаторного масла:


2.4.1. Группа показателей масла, улучшенных в результате сверхглубокой очистки


2.4.1.1. Пробивное напряжение масла

Электрическая прочность является основной изоляционной характеристикой масла, определяющей его работоспособность. Электрическая прочность снижается при значительном увлажнении масла (вода в виде эмульсии) и загрязнении его механическими примесями.


Показатель качества масла Метод испытаний Норма по СО 34.45-51.300-97 До очистки 27.10.2009 После очистки 02.11.2009
Огр. область нормального состояния Предельно допустимое
Пробивное напряжение, кВ, не менее ГОСТ 6581-75 50 45 50 56

2.4.1.2. Содержание механических примесей

Появление механических примесей в масле свидетельствует о грубых дефектах, либо при производстве изоляции, либо о наличии истирания и расслоения материалов в процессе эксплуатации. Механические примеси приводят к снижению электрической прочности масла.

Анализ механических примесей проводился двумя лабораториями. Результаты лабораторий различны (лаборатория ИАЦ Кузбасстехэнерго определила снижение класса чистоты с 9 до 5, лаборатория Хакасского ПМЭС с 6 до 2 класса). Но обе лаборатории определили снижение показателя на 4 пункта. В сравнительной таблице приведены результаты лаборатории Хакасского ПМЭС, т.к. они содержат информацию о фракционном составе механических примесей.


Показатель качества масла Метод испытаний Норма по СО 34.45-51.300-97 До очистки После очистки
27.10.2009 02.11.2009
Класс чистоты ГОСТ 17216-2001 13 6 2
Количество частиц (размер 5-10 мкм) - - 0 0
Количество частиц (размер 10-25 мкм) - - 264 24
Количество частиц (размер 25-50 мкм) - - 20 2
Количество частиц (размер 50-100 мкм) - - 0 0
Количество частиц (размер более 100 мкм) - - 0 0

Как видно из таблицы, произошло существенное снижение класса чистоты.

Можно сделать вывод: технология «Сверхглубокая очистка диэлектрических жидкостей» позволяет получать масла с любым заданным классом чистоты.


2.4.1.3. Содержание растворенного шлама

Наличие осадков или растворенного шлама в масле является основным критерием необходимости его замены или регенерации.

Растворенный шлам в дальнейшем выпадает в виде осадка на активных частях электрооборудования. Обладая высокой агрессивностью и плохой теплопроводностью, продукты старения в первую очередь ускоряют процессы старения целлюлозной изоляции, увеличивают диэлектрические потери.


Показатель качества масла Метод испытаний Норма по СО 34.45-51.300-97 До очистки 27.10.2009 После очистки 02.11.2009
Огр. область нормального состояния Предельно допустимое
Содержание растворимого шлама, % массы, не более СО 34.43.105-89 - 0,005 0,00014 0,00001

Как видно из таблицы, произошло существенное снижение количества растворимого шлама, но и до очистки его количество было на порядок ниже допустимых значений.


2.4.2. Группа показателей масла, результаты по которым существенно не изменились при проведении сверхглубокой очистки


2.4.2.1. Тангенс угла диэлектрических потерь

Значение tgδ электроизоляционных материалов является основным критерием оценки их диэлектрических свойств и совместимости масел при смешении, а также служит для определения степени старения и наличия в жидких диэлектриках различных химических загрязнений (продуктов разложения и старения конструкционных материалов и др.).


Показатель качества масла Метод испытаний Норма по СО 34.45-51.300-97 После кап. Ремонта 21.10.2009 До очистки 27.10.2009 После очистки 02.11.2009
Огр. область нормального состояния Предельно допустимое
Тангенс угла диэлектрических потерь при 90°C, %, не более ГОСТ 6581-75 8 10 0,127 0,113 0,079

2.4.2.2. Кислотное число

Значение кислотного числа масла является критерием степени его старения и служит для оценки предполагаемого срока службы, а также является основным критерием для замены адсорбента в термосифонных фильтрах трансформатора или эффективности регенерации масла с помощью специального оборудования. Анализ значения кислотного числа масла проводился двумя лабораториями. Результаты лабораторий различны (лаборатория ИАЦ Кузбасстехэнерго определила снижение кислотного числа с 0,0044 до 0,002, лаборатория Хакасского ПМЭС - с 0,0044 до 0,004).


Показатель качества масла Метод испытаний Норма по СО 34.45-51.300-97 После кап. Ремонта 21.10.2009 До очистки 27.10.2009 После очистки 02.11.2009
Огр. область нормального состояния Предельно допустимое
Кислотное число, мг КОН/г масла, не более ГОСТ 5985-79 0,1 0,25 0,004 0,0044 0,004

2.4.2.3. Определение температуры вспышки в закрытом тигле

Значение температуры вспышки является критерием фракционного состава масла, а также служит для обнаружения в оборудовании процессов разложения масла (термического или электрического). Анализ значения температуры вспышки в закрытом тигле проводился двумя лабораториями. Результаты лабораторий различны (лаборатория ИАЦ Кузбасстехэнерго определила повышение температуры вспышки в закрытом тигле с 139 до 145 °С, лаборатория Хакасского ПМЭС - с 139 до 140 °С).


Показатель качества масла Метод испытаний Норма по СО 34.45-51.300-97 После кап. Ремонта 21.10.2009 До очистки 27.10.2009 После очистки 02.11.2009
Огр. область нормального состояния Предельно допустимое
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже ГОСТ 6356-75 Снижение более чем на 5°С 125 139 139 140

2.4.3. Группа показателей масла, результаты по которым ухудшились при проведении сверхглубокой очистки


2.4.3.1. Определение влагосодержания

Значение влагосодержания диэлектрика является критерием подготовленности его к заливу в электрооборудование, а также служит для определения причин ухудшения диэлектрических свойств эксплуатационных масел и (или) характеристик твердой изоляции электрооборудования.

Существует несколько методик по определению влагосодержания. Согласно СО 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытания электрооборудования» допускается:

Влагосодержание масла определялось тремя лабораториями с применением различных методик. Сравнительный анализ проведен на основании результатов лаборатории Хакасского ПМЭС, т.к. метод определения влагосодержания по К.Фишеру является арбитражным.


Показатель качества масла Метод испытаний Норма по СО 34.45-51.300-97 До очистки 27.10.2009 После очистки 02.11.2009 После работы ДГУ
Огр. область нормального состояния Предельно допустимое
Влагосодержание, г/т, не более СО 34.43.107-95 (метод К.Фишера) 15 25 18,7 23,9 16 (ВТМ-2)

Как видно из таблицы, по окончании сверхглубокой очистки масла произошло увеличение показателя влажности, но он находится в допустимых пределах.


2.4.3.2. Определение растворенных газов в трансформаторном масле

Хроматографический анализ газов растворенных в масле трансформаторов – эффективное средство ранней диагностики медленно развивающихся дефектов.


  До очистки После очистки После ДГУ
  Граничные значения 27.10.2009 02.11.2009 04.11.2009
Содержание газов, растворенных в масле, % об, не более CH4 (метан) 0,01 0,00025 0,0085 0,0044
CO2 (диоксид углерода) 0,6 0,0666 0,0059 0,042
C2H4 (этилен) 0,01 0,00067 0,0161 0,0103
C2H2 (ацетилен) 0,001 0,00005 0,00098 0,00032
C2H6 (этан) 0,005 0,00005 0,00119 0,00081
H2 (водород) 0,01 0,00325 0,00884 0,0049
CO (оксид углерода) 0,05 0,0029 0,0022 0,0013

Во время работы установки, наблюдался рост концентраций газов метана (СН4), этилена (С2Н6), этана (С2Н4) и водорода (Н2). Уровень содержания данных газов может быть приведен в норму, согласно требованиям РД путем:


3. Очистка внутренних поверхностей автотрансформатора с помощью технологии сверхглубокой очистки


В ходе проведения эксперимента не представлялось возможным оценить, действительно ли данная технология позволяет очищать внутренние поверхности автотрансформатора от шлама. Капитальный ремонт автотрансформатора проводился без его вскрытия, после проведения сверхглубокой очисти автотрансформатор также не вскрывался.

Традиционные технологии позволяют удалить частицы загрязнений до 5 мкм. Технология «Сверхглубовкая очистка диэлектрических жидкостей» позволяет удалить частицы загрязнений размером до 0,1 мкм. Таким образом, можно констатировать, что степень очистки трансформаторного масла с применением технологии «Сверхглубовкая очистка диэлектрических жидкостей» на порядки выше.


4. Заключительная часть


4.1. Оценка технологии сверхглубокой очистки

Технология «Сверхглубовкая очистка диэлектрических жидкостей» действительно позволяет существенно очистить трансформаторное масло от механических загрязнений и растворенного шлама.

Таким образом можно сделать вывод, что технология «Сверхглубовкая очистка диэлектрических жидкостей» позволяет значительно улучшить показатели качества масла и срок его службы.


4.2. Экономические аспекты применения технологии сверхглубокой очистки

Письмом от 03.11.2009 № 4/551 ОАО «Кузбасский технопарк» предлагает заключить договор с ООО «Центр молекулярных технологий» на сумму 1 123 440 рублей для оплаты выполненных работ (сверхглубокая очистка, осушка и дегазация).

Фактическая стоимость работ по сверхглубокой очистке трансформаторного масла и внутренних поверхностей трансформатора составила:

Уменьшение стоимости работ связано с тем, что работы по осушке и дегазации были выполнены Кузбасским ПТОиР Сибирского филиала ГСС.


5. Общие выводы по экспертному заключению


Учитывая ресурсосберегающее и экологическое значение применения данной технологии, системы:


Заместитель главного инженера - директор по эксплуатации основного оборудования филиала ОАО «ФСК ЕЭС» - МЭС Сибири А.У.Кижнер
Начальник отдела диагностики филиала ОАО «ФСК ЕЭС» - МЭС Сибири Е.В.Львов
Заместитель генерального директора ОАО «Кузбасский технопарк» М.А.Сизов
Заместитель генерального директора ООО «Центр молекулярных технологий» С.А.Курочкин