ВАКУУМ-СУШИЛЬНЫЙ ШКАФ ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА С ПОЛОЙ СТОЙКОЙ Российский патент 1994 года по МПК H01F27/14 F26B5/04 

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в высоковольтном трансфоpматоростроении при термовакуумной обработке кабельно-конденсаторной изоляции обмоток измерительных трансформаторов тока с полой стойкой.

В современном трансформаторостроении для сушки изоляции обмоток используется метод термовакуумной обработки в парах нефтепродукта с последующим удалением смеси паров нефтепродукта и остатков воды в условиях глубокого вакуума.

Целью изобретения является создание условий для значительного уменьшения гидравлического сопротивления выходу паров воды из изоляции обмоток путем упорядочения движения паров воды и конденсата нефтепродукта, а также усовершенствование конструкции вакуум-сушильного шкафа, необходимое для осуществления упорядочения и, следовательно, повышения производительности качества сушки.

Это достигается тем, что внутри обмотки через полую стойку создается давление, в 3-4 раза более низкое, чем в объеме вакуум-сушильного шкафа, что достигается использованием полой стойки обмотки трансформатора как части вакуум-провода и подключением стойки через коллектор к существующей вакуумной станции.

Пары воды, образующиеся в глубине толщи изоляции, в отличие от известного способа, движутся не навстречу потоку конденсата нефтепродукта, а к слоям изоляции обмотки, непосредственно примыкающим к полой стойке и эвакуируются вакуумной системой.

Для облегчения выхода паров воды стойка перфорируется сверлением отверстий ⊘ 16 мм 16 мм.

Потоки паров воды и конденсата нефтепродукта упорядочиваются, т.е. встречное движение их заменяется параллельным, снижается гидравлическое сопротивление в порах изоляции, что значительно увеличивает скорость прогрева изоляции и глубину сушки, следовательно, и качество изоляции трансформатора.

К тому же коллектор имеет стыковочные узлы, герметично соединяющие его с нижней частью вертикальной стойки (пятой).

На фиг. 1 изображен вакуум-сушильный шкаф; на фиг.2 - схема соединения вакуум-сушильного шкафа с вакуумной станцией; на фиг.3, фиг.4 - вторичная обмотка трансформатора тока; на фиг. 5 - металлическая трубчатая стойка обмотки с отверстиями; на фиг.6 - конструкция стыковочного узла; на фиг.7 - температурный график сушки.

Вакуум-сушильный шкаф 1 для (вторичных) обмоток 2 трансформаторов тока состоит из корпуса 3 со съемной крышкой 4, которые при необходимости обогреваются водяным паром при помощи регистров 5.

Вакуум-сушильный шкаф 1 соединен с вакуумной станцией 6.

В боковой стенке 7 корпуса 3 выполнены патрубки 8, 9, 10 подвода и отвода паров нефтепродукта. Один из патрубков (патрубок 8) связан с помощью вакуум-провода 11 с вакуумной станцией 6.

Патрубок 9 на стенке 7 корпуса 2 предназначен для подвода паров нефтепродукта, а патрубок 10 - для отвода смеси паров нефтепродукта и воды из объема шкафа 1.

В корпусе 3 (вторичные) обмотки 2, имеющие полые стойки 12, установлены вертикально.

Стойка 12 представляет собой перфорированную трубу, на которую в процессе изготовления (вторичной) обмотки 2 последовательно наносятся слои изоляции из кабельной бумаги, содержащей начальное количество влаги.

В корпусе 3 (т.е. на днище 13 корпуса 3) установлен коллектор 14 в виде специальной вакуумной камеры. Стойки 12 соединены с коллектором 14.

Вакуумный коллектор 14 соединяется с патрубком 15, выполненным в стенке 7 корпуса 3, с помощью гибкого трубопровода 16 (например, ⊘ 100 мм 100 мм), который в свою очередь соединяется с вакуумной станцией 6.

Вне шкафа на вакуум-проводе 17 установлен регулировочный вентиль 18.

В коллекторе 14 выполнены стыковочные узлы 19 по числу обрабатываемых обмоток 2, т.е. число стыковочных узлов 19 в коллекторе 14 обусловливается количеством единовременно загружаемых в сушильный шкаф 1 (вторичных) обмоток 2 трансформатора тока.

Стыковочные узлы 19 коллектора 14 герметично соединяют полые стойки 12 обмоток 2 с собственно коллектором 14.

Стыковка обмоток 2 трансформаторов с коллектором 14 производится вне шкафа 1, после чего коллектор 14 с обмотками устанавливается в шкаф 1.

Для обеспечения выхода паров влаги из толщи изоляции полая стойка 12 по высоте перфорируется сверлением отверстий 20 (например, ⊘ 16 мм 16 мм).

Во время термовакуумной обработки обмоток 2 полая стойка 12 служит частью вакуум-провода для создания внутри изоляции вакуума, более глубокого, чем в объеме шкафа 1 в 3-4 раза.

На фиг.6 показана конструкция стыковочного узла 19 на вакуумном коллекторе 14 с герметично подсоединенной обмоткой 2.

Стойка 12 в своей нижней части имеет пяту 21 со штырями 22 для соединения со стыковочным узлом 19.

Штыри 22 входят в стыковочный узел, что обеспечивает их вертикальное положение.

Герметичность стойки 12 обеспечивается прокладкой 23 и зажимами 24.

Сушка обмоток производится следующим образом.

В вакуум-сушильном шкафу 1 с внутренним диаметром 2,5 м и высотой 6,0 м загружены (вторичные) обмотки 2 трансформаторов тока (например, серии ТФРМ), имеющие перфорированные, полые стойки 12.

Вакуум-сушильный шкаф 1 подключается к вакуумной станции 6, и откачивается воздух из шкафа 1 до давления 0,5 мм рт.ст., чем создается практически бескислородная среда. Затем открывается доступ в шкаф 1 насыщенным парам нефтепродукта через патрубок 9.

Температура в объеме шкафа 1 доводится до 130^оС, а давление до 100-120 мм рт.ст., одновременно включается насос 25, откачивающий смесь паров воды и нефтепродукта из шкафа 1.

Скорость прогрева толщи изоляции определяется по показаниям датчиков температуры, вмонтированных в изоляцию при ее изготовлении.

В известных способах сушки в ходе прогрева внутренних слоев изоляции обмотки 2 (точка 1 на фиг.7) происходит интенсивное образование паров влаги и, как следствие, повышение давления выше атмосферного, из-за чего доступ паров нефтепродукта вглубь изоляции затрудняется, и возникает тенденция к снижению скорости сушки.

Для устранения этого явления в заявляемой конструкции предлагается коллектор 14 подключить к вакуумной станции 6 открытием вентиля 18 для осуществления создания более низкого давления (30-40 мм рт.ст.) внутри обмотки 2 в сравнении с давлением в объеме шкафа 1 (100-120 мм), что способствует более интенсивному прогреву изоляции обмоток 2 за счет упорядочения проникновения паров нефтепродукта в изоляцию обмоток и выхода паров влаги через полую стойку 12 (стрелки на фиг.1).

Давление в 30-40 мм рт.ст. в объеме обмотки 2 выбрано потому, что оно способствует конденсации водяных паров в конденсаторах перед насосами вакуумной станции 6 при летних температурах охлаждающей воды 20-23^оС.

Прогрев ведется до достижения температуры внутри обмотки 2 102-105^оС, после чего дальнейшая термовакуумная обработка для удаления теплоносителя из изоляции осуществляется по известной технологии.

Замедление скорости сушки в ее заключительной фазе, присущее известным конструкциям, не наблюдается.

Время, необходимое для прогрева обмоток, сокращается.

Перепад давления при сушке между давлением в объеме шкафа (равным 120 мм рт. ст.) и давлением внутри обмотки (30-40 мм рт.ст.) удовлетворяет условиям двух процессов - ускоренному проникновению теплоносителя в обмотку с замещением воды в обмотке на теплоноситель и нормальной работе конденсатора вакуумной системы. Поддержание давления в шкафу 1 в пределах 100-120 мм рт. ст. осуществляется насосом 25.

Достижение эффекта проиллюстрировано графиком сушки (фиг.7), где показано достижение заданной температуры внутри обмотки t₂ = 102^оС (критерий сушки) за более короткое время: 200-160 = 40 ч.

Вакуум-сушильный шкаф позволяет отводить пары влаги из изоляции не только в объем шкафа 1 с последующим эвакуированием их вакуумным насосом 25, но и из глубинных слоев изоляции обмоток по полым стойкам 12 обмоток, что и приводит к сокращению времени сушки (график фиг.7).

Использование: производство трансформаторов тока, в частности термовакуумная сушка обмотки трансформаторов. Сущность ия: шкаф содержит корпус с крышкой, патрубки подвода и отвода паров нефтепродуктов, патрубок подключения к вакуумной станции, вакуумный коллектор, имеющий стыковочные узлы для герметичного подсоединения стоек трансформатора. В процессе сушки внутри обмотки создается более низкое, чем в объеме шкафа давление, что достигается использованием полой стойки трансформатора как вакуум-провода. 7 ил.

ВАКУУМ-СУШИЛЬНЫЙ ШКАФ ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА С ПОЛОЙ СТОЙКОЙ, содержащий корпус с крышкой, патрубки подвода и отвода паров нефтепродуктов, патрубок подключения к вакуумной станции, вакуумный коллектор, имеющий стыковочные узлы для герметичного подсоединения стоек трансформатора.