О целесообразности и финансовой выгодности выполнения очистки изоляционной системы по технологии и установкой Флюидэкс.

Постоянно задается вопрос: «Как оценить финансовую выгодность работы по очистке изоляционной системы?».

И каждый раз я в определенном затруднении.

И каждый раз я вспоминаю о философии продления сроков службы.

И каждый раз говорю, что одним из краеугольных камней этой философии является очистка изоляционной системы.

И каждый раз рассказываю о том, что провести ресурсные испытания на трансформаторах никто не возьмется (взять два трансформатора, один почистить, а другой нет и ждать, насколько неочищенный прослужит меньше).

И каждый раз привожу иллюстрации научныхз исследований (к сожалению редких) и из жизни (к сожалению, а может и к радости, тоже не частых).

Подумалось, а не положить ли это на бумагу и, где в цифрах, а где и в случаях из жизни показать выгодность применения технологии и установки Флюидэкс.

Если Вы читаете, настоящие заметки, значит Вы зашли на наш сайт и уже познакомились с технологией и установкой Флюидэкс, которую мы используем для очистки изоляционной системы, но я позволю немного повториться.

Суть технологии Флюидэкс заключается в обработке изоляционной системы трансформатора в целом – и масла, и целлюлозной изоляции, в многократном применении адсорбента за счет его реактивации, а также в том, что все операции можно производить на работающем трансформаторе.

Поскольку «рабочим инструментом» при этом является регенерация масла – поэтому основные сравнения производятся именно с этой технологией.

Загрязнение целлюлозной изоляции является причиной ускорения деструкции целлюлозы, а значит снижения сроков эксплуатации целлюлозы, а значит и трансформатора в целом.

При обработке трансформатора по технологии Флюидэкс очищается целлюлозная изоляция трансформатора. Однократная обработка трансформатора, отработавшего срок эксплуатации, гарантированный заводом-изготовителем (25 лет) замедляет деструкцию целлюлозы до скорости естественного старения, что продляет срок жизни целлюлозы и трансформатора в целом ориентировочно на 3-5 лет.

Учитывая общий срок службы трансформаторов это дает экономический эффект от 10 до 15% стоимости нового трансформатора. При настоящей стоимости, например, трансформатора ТДТН-63000/150 - одиннадцать миллионов гривень, можно говорить об экономическом эффекте обработки одного трансформатора - 1-1,5 млн. гривень при стоимости обработки 100-150 тыс. грн в зависимости от степени загрязнений.

Таким образом, только эта составляющая методики обработки изоляционной системы – очистка целлюлозной изоляции - финансово оправдывает свое применение.

Сравнить эффективность методы очистки самого масла затруднительно, поскольку один и тот же трансформатор никогда не будут чистить различными методами.

Общий опыт очистки масел различными методами говорит о следующей эффективности методов:

• Фильтрация и центрифугирование масла. Метод чисто физический. Очищает масло от влаги в капельном состоянии, частично от механических примесей. Практически не изменяет содержания продуктов старения и не очищает от них масло.
• Метод перколяции масла через цеолиты. Адсорбционный метод. Используется путем перколяции масла через цеолиты. Плохо работает с влагой (лучший результат 10-15 г/т), недостаточно хорошо с кислыми продуктами (не доводит кислотное число до уровня, соответствующего свежему маслу), практически не работает с полярными продуктами, которые увеличивают тангенс угла диэлектрических потерь. В настоящее время с позиции продления сроков службы трансформаторов можно говорить о том, что покупка цеолитовой установки – выброшенные деньги.
• Адсорбционная очистка. Применяется при изготовлении масел. Используются специальные глины – зикеевская земля, «белильна пръст» в Болгарии, полыгарскит у нас и т.д.. Методы использования – перколяционный (пропускание потока масла через емкость-реактор), контактный (масло в большой емкости перемешивается с глиной далее отстаивается). Качество очистки определяется количеством используемого адсорбента. При разумных количествах адсорбента кислотное число убирается хорошо, а уменьшение тангенса требует большого количества глины. Проблемами применения этого метода являются: потери масла, которое остается в глине (в зависимости от загрязненности от 5 до 25%); фильтрация масла от мелких частиц глины, которые насыщены полярными продуктами старения (эти частицы приводят к резкому ухудшению состояния масла и изоляции трансформатора в целом).
• Отдельно необходимо указать очистку масла силикагелем. Это наиболее привычный для эксплуатации метод, поскольку адсобные и термосифонные фильтры системы непрерывной очистки масла трансформатора заполняются силикагелем. Метод адсорбционный, перколяционный. Хорошо убирает кислые продукты и воду, хуже полярные продукты, увеличивающие тангенс угла диэлектрических потерь. Мала адсорбционная способность силикагеля. Зато велика его маслоемкость (потери масла). Силикагель незаменим в системе непрерывной очистки масла трансформатора, поскольку не «пылит».

Из описаний методов очистки видно, что сравнивать результаты, полученные на различных маслах, с различной степенью старения, в различных трансформаторах, в которых старение происходит с образованием различных продуктов полностью объективно сложно, поскольку отсутствуют систематизированные научные и технологические данные об очистке масла.

Поэтому для оценки и иллюстрации необходимо использовать реальные случаи.

Случай 1. О возможностях.

Перед внедрением установки Флюидэкс для первой обработки был выбран трансформатор с самым плохим состоянием масла: кислотное число – 0,23 мгКОН/г.масла; тангенс угла диэлектрических потерь – 56,5%, влагосодержание масла – 58г/т. Чтобы сразу не уничтожить установку, в лаборатории НИЦ «ЗТЗ-Сервис» была выполнена проверка возможности восстановления масла фулеровой землей (адсорбент, используемый в установке Флюидэкс), полыгарскитом (наиболее эффективен по данным предыдущих очисток), планировалось также силикагелем, но данные первых двух проверок показали, что эта проверка не имеет смысла.

Итак, фулерова земля в количестве 20% от массы масла убрала килые продукты и полярные продукты (восстановила кислотное число и тангенс угла диэлектрических потерь до параметров, соответствующих свежему маслу).

Полыгарскит в количестве 20% от массы масла не справился с задачей. Увеличение его до 50% от массы масла привело к восстановлению кислотного числа, но тангенс угла диэлектрических потерь не соответствовал не только показателям свежего масла, но и требованиям к эксплуатационному маслу, заливаемому после капитального ремонта. Дальнейшее увеличение количества полыгарскита, возможно и снизило бы тангенс, но потери масла приближались бы к 50%, что экономически было бы абсолютно нецелесообразно.

Поскольку известно, что адсорбирующие способности силикагеля хуже, чем глин, опыт с силикагелем не производился. В результате обработки трансформатора были получены следующие показатели масла в баке трансформатора (не на выходе из установки, а именно в баке трансформатора). Кислотное число – 0,011мгКОН/г.масла, тангенс угла диэлектрических потерь – 1,276%, влагосодержание – 9,5г/т.

Этот случай свидетельствует о том, что то, что может сделать фулерова земля, не может сделать полыгарскит.

С точки зрения финансов в данном случае стоимость обработки масла Флюидэксом составила 30% от стоимости нового масла. При обработке полыгарскитом пришлось бы заплатить 50% стоимости нового масла (покупка масла для восстанавливления потерь), 16-20% стоимости нового масла (приблизительная цена работ по очистке масла, при этом далеко не всегда с достижением параметров свежего масла). Итого, только очистка масла Флюидэксом (даже не упоминая об очистке целлюлозной изоляции) обошлась в два с половиной раза дешевле, чем очистка полыгарскитом.

Случай 2. О потерях

При регенерации масла (это когда достигаются показатели свежего масла) в одном из документов была установлена допустимая цифра потерь масла – 15%. Опыт общения с монтажными организациями позволяет утверждать, что эта цифра обязательно заложена в сметах.

В рекламных предложениях ряда монтажных организаций рекламируется цифра 5%.

Что же происходит в действительности.

Когда мы представили первые результаты работы установки, потери масла при работе которой гарантировано не превышают 1%, что существенно ниже и 5% и тем более 15%, представители эксплуатационных организаций практически единогласно заявили, что: «Какие там 5 или 15%, реально потери масла составляют 25%, и это без какого-либо воровства или приписок».

В будущем это подтвердилось на примере двух распределительных трансформаторов типа ТРДН-40000/110, установленных на одной из подстанций ГП «Укрэнергоуголь».

На первом трансформаторе мы предлагали цену 25% от цены нового масла, наши конкуренты – 18%. Разница вроде бы существенная и были выбраны наши конкуренты. После месяца работы оказалось, что необходимо долить 9 тонн нового масла (это 25% от всего количества масла), причем показатели смеси не соответствовали требованиям к свежему маслу и были на границе допустимого для масла бывшего в эксплуатации и заливаемого после капитального ремонта (кислотное число было 0,05 мгКОН/г.масла). То есть реально было уплачено 43% от стоимости нового масла и при этом показатели смеси были далеки от показателей свежего масла.

На втором трансформаторе за 6 дней масло было доведено до состояния свежего, правда за 30% от стоимости нового масла, поскольку изначально было хуже, чем в первом трансформаторе.

Таким образом, можно утверждать, что если учесть потери масла, стоимость регенерации масла установкой Флюидэкс дешевле, чем очистка масла с помощью других установок, применяющих глины, причем дешевле именно на стоимость работ установок, применяющих глину.

Случай третий. О механических примесях.

В Болгарии было очищено масло при помощи зикеевской земли в транформаторе ТДЦ-250000/220, который находился в резерве. Причиной очистки был тангенс масла более 15%.

Тангенс угла диэлектрических потерь был доведен до состояния, соответствующего свежему маслу.

Через шесть месяцев после очистки тангенс увеличился до 8%, а далее еще за шесть месяцев вырос до 43%.

Такие случаи неоднократно наблюдались в трансформаторах, установленных в Украине.

Причиной такого поведения масла, как выяснилось, были мелкие (менее 5мкм) частицы глины. Они не отфильтровываются применяемыми в настоящее время фильтрами. Эти частицы, которые насыщены продуктами старения, слоем покрыли всю активную часть трансформатора и выступили катализаторами старения масла.

В установке фулерова земля представляет из себя гранулы, размером с крупный речной песок. Учитывая это, а также конструкцию колон-реакторов (большую их высоту), было сделано предположение о том, что установка Флюидэкс не «пылит». Был проведен эксперимент: удалены фильтрующие элементы и на всех режимах работы установки измерены механические примеси в масле на входе и на выходе установки. Результаты показали отсутствие увеличения мехпримесей, как мелки, так и крупных в масле во всех режимах работы установки.

Таким образом, сам адсорбент, а также конструкция установки, обеспечивают отсутствие рисков загрязнения трансформатора механическими примесями полярного характера. Финансово эти риски можно оценивать в стоимость нового масла плюс стоимость ремонта по очистке изоляционной системы.

Случай четвертый. Отложить ремонт.

Комплексное воздействие на изоляционную систему при обработке установкой на одном из трансформаторов увеличило сопротивление изоляции в 10 раз, что позволило отложить капитальный ремонт, который в тот момент планировался из-за состояния изоляции на четыре года.

Это невозможно сделать при регенерации глиной, поскольку не очищается целлюлозная изоляция да и сама регенерация проводится, как правило, при капитальном ремонте, что не позволяет воздействовать на изоляционную систему в процессе эксплуатации.

Обработка трансформатора установкой Флюидэкс перед проведением капитального ремонта позволяет уменьшить сроки ремонта примерно на 20%.

Случай пятый. Ничего не должно пропасть.

Установкой было очищено масло из выключателей и сгоревших трансформаторов. Масло было восстановлено до состояния свежего. При этом индукционный период (стабильность масла к окислению) оказался выше, чем у заводских масел данного типа (очищалось масло ТКп) и приближался к индукционному периоду масла Т-1500.

 

Заключение.

Таким образом, только воздействие на целлюлозную изоляцию трансформатора окупает обработку его по технологии и установкой Флюидэкс.

Остальные получаемые преимущества:

• меньшая стоимость регенерации,
• возможность восстановить невосстанавливаемые масла,
• снижение рисков после обработки изоляционной системы,
• улучшение диэлектрических свойств изоляции, что позволяет отложить ремонт или сократить его сроки,
• возможность не отключать трансформатор, - только делают еще более привлекательным применение метода и установки Флюидэкс для очистки изоляционных систем трансформаторов со значительными сроками эксплуатации, с целью продления сроков их службы.

С уважением ко всем читателям,

Михаил Сорока.