Трансформаторное масло — назначение, применение, характеристики

Особенности конструктивного устройства системы охлаждения масляного трансформаторов

Масло используется в трансформаторах не только в качестве охлаждающей среды, но и как жидкий диэлектрик. Обмотки выполняются таким образом, что в корпусе между ними сохраняются свободные полости, заполняемые диэлектрической жидкостью.

Тепло отводится через трубки с эллиптической формой сечения, расположенные с наружных сторон корпуса. Охладитель циркулирует по круговой схеме, из бака в трубки, через расширитель, и возвращаясь обратно.

Для трансформаторов класса от 5 МВА этого оказывается недостаточно, и возникает необходимость устройства радиаторов для дополнительного отвода тепла от магнитопровода и обмоток.

Трансформаторное масло - назначение, применение, характеристики

Марки

Масла для трансформаторов эксплуатируются в различных условиях, подчас, достаточно сложных: при отрицательных температурах в Арктике, или, наоборот – при очень высоких в странах с жарким климатом.

Трансформаторы на морских нефтяных платформах также функционируют в экстремальных режимах.

Для разных условий эксплуатации существуют разные виды трансформаторных масел. Разница рабочих качеств обусловлена различными технологиями их изготовления, а технологии подбираются в зависимости от исходного сырья, т.е. нефти.

Различные марки масел представлены, в основном, российскими, шведскими и австрийскими производителями. Зарубежные аналоги чаще всего незначительно превосходят российские по качеству, поскольку требования к показателям масел за рубежом более жесткие. Их стоимость относительно высока.

Марка ТСП

Производят из нефти, добытой в западной части Сибири. Качество этой марки не слишком высокое, не рекомендуется использовать его в агрегатах мощностью свыше 220 кВ. Марка ТКп вырабатывается из нефти, имеющей малую сернистость. Рассчитано на напряжения до 500 кВ.

Российские масла Т750 и Т1500

К примеру, производятся устаревшими методами, при их изготовлении используется серная кислота, в результате в маслах содержится довольно много серы.

Трансформаторное масло - назначение, применение, характеристики

Но для оборудования, напряжение которого не превышает 500 кВ, эти масла вполне подходят, а при дополнительной обработке могут заливаться и в технику, рассчитанную до 750 кВ.

Масло марки ГК

Также российского производства, производится по более современной технологии гидрокрекинга. Применение каталитической гидропарофинизации придает ей высокие гидроизоляционные свойства, что позволяет эксплуатировать масла этой марки на оборудовании с мощностью до 1150 кВ. Масло ВГ устойчиво к окислению, производится из парафинистой нефти.

Трансформаторное масло - назначение, применение, характеристики

Отличные изоляционные свойства позволяют использовать в технике, рассчитанной на очень высокие напряжения.

Масло АГК

Относится к классу арктических масел и характеризуется стабильной работой при низких температурах. Его малая вязкость рассчитана на эксплуатацию при отрицательных температурах. Подходит для оборудования с высшими классами напряжения.

Марка МВТ

Применяется для использования в северных широтах. Помимо малой вязкости, имеет низкую температуру застывания, а также низкую температуру вспышки.

Шведская компания Nynas производит масла марок Nitro10X и Nitro11GX

Обе марки производятся из венесуэльской нефти, которая содержит очень мало твердых парафинов и сернистых соединений. Масла, изготовленные из этого сырья, превосходят российские по низкотемпературным свойствам.

Mobil из США выпускает масло Mobilect 44N

Производят из техасских нафтеновых нефтей, в которых тоже низкий уровень парафинов и серы. Благодаря добавлению присадок, у масла хорошие низкотемпературные и антиокислительные показатели.

Помимо перечисленных компаний, выпуском трансформаторных масел занимаются Shell (Нидерланды), Technol (Азербайджан), British Petroleum (Великобритания) и многие другие, а количество марок трансформаторного масла очень велико.

Трансформаторные масла имеют множество параметров и показателей, поэтому подбор нужной марки с подходящим составом – задача для неспециалиста очень сложная. В результате неверного выбора высока вероятность выхода из строя дорогостоящего оборудования. К тому же, трансформаторы – устройства с высоким напряжением, так что вполне возможны и человеческие жертвы.

Поэтому к выбору смазки необходимо отнестись очень серьезно, права на ошибку здесь нет.

Помимо правильного выбора, необходим постоянный контроль за состоянием масла. При соблюдении этих условий производители гарантируют долгую и надежную работу трансформаторов.

Трансформаторное масло - назначение, применение, характеристики
Оригинальные немецкие автобаферы Power Guard

Трансформаторное масло - назначение, применение, характеристики
Зеркало-видеорегистратор FUGICAR FC8

Трансформаторное масло - назначение, применение, характеристики
Солнцезащитные шторки Трокот на магнитах!!!

Предыдущая

Присадки

Следующая

Редукторное масло

Вакуумная обработка

Базовым элементом метода очистки стал дегазатор. Сырое масло сначала подогревается до температуры 50-60 °C. После этого происходит распыление масла в дегазаторе на первой его ступени. Далее оно тончайшей струйкой стекает вдоль поверхности колец Рашига. При этом первая ступень подвергается вакуумированию посредством вакуум-насоса. Выделяемые водяные и газовые пары откачиваются через воздушный фильтр и цеолитовый патрон. Из емкости дегазатора первой ступени масло самотеком проходит во вторую ступень, где оно окончательно осушается и дегазуется. На завершающем этапе трансформаторное масло проходит сквозь фильтр тонкой очистки, подаваясь в трансформатор.

Трансформаторное масло – особенности применения и состава

Казалось бы, где масло, а где электроприборы? Тем более трансформаторы, внутри которых блуждают огромные токи, и формируется высокое напряжение. Тем не менее подобные электрические установки работают с применением технических жидкостей, и это отнюдь не антифриз и не дистиллированная вода.

Наверное, все видели огромные трансформаторы на подстанциях, и энергоблоках промышленных предприятий. Все они снабжены расширительными емкостями в верхней части.

Трансформаторное масло - назначение, применение, характеристики

Именно в эти бочонки заливается трансформаторное масло. Выглядит это вполне привычно для обывателя: корпус электрической установки (по аналогии картера двигателя автомобиля), внутри расположены рабочие узлы. И все это богатство залито маслом до самого верха. Как мы понимаем, о смазке деталей речь не идет: в трансформаторе нет движущихся частей.

Второстепенные характеристики трансформаторного масла

Устойчивость масла к окислению – это не что иное, как противодействие старению. Есть две негативные стороны этого явления:

  1. Связывание молекулами кислорода активных добавок, которые обеспечивают базовые параметры жидкости.
  2. Отложение продуктов окисления на поверхностях деталей трансформатора: обмотках, проводниках, контактных группах. Это приводит к снижению теплоотвода, с последующим закипанием масла в точках соприкосновения.
  3. Зольность – наличие посторонних примесей и причина их появления. После промывки нового масла, в его составе остаются химические моющие средства (это касается и регенерации старой жидкости).

Если их не удалить – образуются зольные фракции, которые оседают на рабочих частях трансформаторов и выключателей. Для борьбы с этим явлением, в масло добавляются присадки, нейтрализующие солевые и мыльные отложения.

Температура текучести (застывания) характеризует превращение жидкости в консистентную смазку. Этот показатель (от — 35°C до — 50°C) применим лишь при холодном пуске электроустановки. Работающий трансформатор сам является источником тепла, и поддерживает жидкость в рабочем состоянии.

Трансформаторное масло - назначение, применение, характеристики

Трансформатор является одним из основных элементов в электроэнергетике, и он должен поддерживаться для гарантированного бесперебойного питания. Без преувеличения можно сказать, что ключевым в сроке эксплуатации силового трансформатора является срок жизни изоляционной системы. 85% поломок трансформатора так или иначе связанны с ней. Говоря об изоляционной системе, мы подразумеваем как жидкую, так и твердую изоляцию. Обе помогают держать в надлежащем состоянии установка очистки трансформаторного масла, о которой и пойдет речь далее в статье.

Изоляционное или трансформаторное масло используется в силовых трансформаторах для двух целей – для изоляции и охлаждения. Оно, являясь высокоочищенным минеральным маслом, которое стабильно при высоких температурах и имеет отличные электрические изоляционные свойства, увеличивает пробивное напряжение, а также отводит тепло из твердой изоляции. К тому же, трансформаторное масло исполняет две другие функции: оно помогает сохранить сердечник и обмотку, так как они полностью погружаются в масло; а также масло предотвращает прямой контакт атмосферного кислорода с бумажной изоляцией из целлюлозы, которая подвержена окислению.

Влияние примесей на трансформаторное масло

Обычно трансформаторным маслам приходится работать при повышенных температурах (порядка 70-80 ºС). Под воздействием кислорода воздуха масла окисляются, в результате чего из них выделяется нерастворимый осадок в виде шлама, кислот, воды и других продуктов старения.

В условии атмосферного давления в трансформаторном масле не должно пребывать более, чем 10% воздуха. В том случае, когда трансформатор оборудован азотной и пленочной защитой, масло дегазируют до остаточного газосодержания не более, чем 0,1% по массе.

Шлам может накапливаться на внутренних поверхностях элементов трансформатора, ухудшая циркуляцию масла и, соответственно, отведение тепла от нагревающихся частей. Также шлам снижает и электрическую прочность изоляции, поэтому его наличие очень нежелательно. Если не принимать никаких мер, то он может стать причиной возникновения аварии.

Кислоты – также нежелательный компонент трансформаторного масла. Они вызывают коррозию металлических поверхностей трансформаторного аппарата и разрушают хлопчатобумажную изоляцию. Обводнение приводит к понижению электрической прочности масла.

Влага может находиться в трансформаторном масле в виде осадка, эмульсии или же в растворенном состоянии. Последний случай не характеризуется влиянием на электрическую прочность и тангенс угла диэлектрических потерь масла, но может интенсифицировать процессы окисления, снижая стабильность электроизоляционных жидкостей. Продукт, предназначенный для заливки, должен полностью очищаться от эмульсионной влаги и влаги, находящейся в виде отстоя. Как видим, достижение нормированных значений электрической прочности и тангенса угла диэлектрических потерь не могут выступать окончательными и единственными критериями очистки.

Учитывая изложенное выше, можем констатировать, что стабильность масла к окислению является одной из важнейших характеристик. Среди других важных характеристик стоит отметить полное отсутствие воды и механических примесей, а также низкую температуру застывания, при которой масло будет оставаться подвижным даже при отрицательных температурах.

Принципы очищения, сушки и регенерации

Очищение нужно для того, чтобы привести в пригодное состояние загрязненное масло. Если оно проведено качественно, масло восстанавливает свои параметры и свойства, становится прозрачным, без содержания разных примесей. Если масло существенно не изменило своих свойств, то используют только метод механического очищения.

При очистке трансформаторного масла его состав восстанавливается с помощью разных операций. Благодаря этой процедуре из продукта извлекают все соединения, воду, кислоты и грязь. Процессы очищения.

  1. Механический. Удаление влаги и грязи через фильтр или центрифугу.
  2. Теплофизический. Делают упаривание и перегонку вакуумным оборудованием.
  3. Физико-химический. Проводят коагуляцию и адсорбцию.
  4. Химический. Если не помогли вышеописанные способы, используют сложное оборудование.

Отработанное трансформаторное масло при тщательной очистке может стать базовым маслом, которое можно будет еще очищать несколько раз, но для этого надо применять современные технологические процессы и оборудование. Сушка трансформаторного масла может осуществляться в вакууме либо посредством выпаривания. Вакуум считается более экономным и совершенным методом.

Из средства извлекаются вся влага и растворенный кислород. Сухое масло каплями оседает на дне бака. Сушка и ее положительные результаты будут лучше, если масло будет нагрето, так быстрее испаряется влага. Скорость извлечения влаги из масла будет зависеть от давления вакуума и пара от воды. Сушка трансформаторного масла может проводиться также в цеолитовых установках. Масло фильтруется сквозь слой сит молекулярного типа, состоящих из искусственных цеолитов.

Популярные статьи  Как выгодно продавать электроэнергию государству используя зеленый тариф?

Итак, сушка средства крайне нужна, чтобы убрать всю влагу. При очистке работают фильтры с адсорбентами, а при восстановлении убирают все кислоты, кетоны и другие примеси. Регенерация — это и есть сушка, очистка и фильтрация. Основные требования к рассматриваемой группе материалов, под воздействием которых формируется уровень цены.

  1. Высокий теплоотвод от электрических частей оборудования.
  2. Высокая теплоемкость и проводность, электропрочность.
  3. Низкая вязкость продукта в трансформаторе.
  4. Не должно быть серных кислот.
  5. Хорошая плотность масла.
  6. Высокая температура вспышки при небольшой температуре работы оборудования (180 °С).

Способы очистки трансформаторного масла

Центрифугирование

Данный способ обработки масел состоит в удалении влаги и взвешенных механических частиц при помощи центробежных сил. Отметим, что использование центрифугирования позволяет удалять только влагу, находящуюся в состоянии эмульсии, а также твердые частицы с удельной массой больше удельной массы обрабатываемого нефтепродукта.

Основная отрасль применения центрифугирования – это подготовка масел к заливке в электрооборудование напряжением до 35 кВ и предварительная очистка. При длительной обработке возможно удаление из масла антиокислительных присадок, что будет способствовать окисляемости очищенного продукта.

Фильтрование

Суть данного способа – это пропускание загрязненного масла через специальные пористые перегородки, которые задерживаю существующие примеси.

Адсорбционная очистка

Адсорбционная очистка – это удаление из трансформаторного масла воды и прочих примесей при помощи специальных веществ природного или штучного происхождения – адсорбентов. Часто в качестве последних используются синтетические цеолиты, что вызвано их высокими поглощающими способностями, особенно в отношении молекул воды. Цеолиты позволяют удалять из трансформаторных масел влагу, находящуюся в растворенном состоянии.

Вакуумная обработка

Базовым элементом установок типа УВМ торговой марки GlobeCore является дегазатор. Данное оборудование может использоваться для очистки трансформаторных масел от механических примесей, воды и газов.

Отличительной особенностью установок УВМ является термически ускоренная вакуумная дегидратация и дегазация, характеризующаяся повышенной экономностью.

Кроме перечисленных применений установки GlobeCore также могут с успехом эксплуатироваться при монтаже, ремонте и эксплуатации маслонаполненного высоковольтного оборудования напряжением до 1150 кВ.

Состав

Масла для трансформаторов на 100% минеральные. Они производятся из очищенной нефти путем ее перегонки; нефть для этого кипятится при температуре от 300 до 400 градусов Цельсия.

Свойства конечного продукта зависят от географического происхождения нефти.

Масла различаются по своему составу и рабочим характеристикам.

Требования, предъявляемые к трансформаторному маслу, довольно высоки.

Трансформаторное масло - назначение, применение, характеристики

Основными критериями для определения качества смазки, являются:

  • Диэлектрическая прочность. Хорошие изоляционные показатели трансформаторного масла достигаются путем его тщательной очистки от влаги и примесей. Для очистки масла применяются физические, химические и физико-химические способы. Самым технически простым, а следовательно, недорогим является метод фильтрации. В некоторых случаях одной фильтрации недостаточно, тогда для очистки применяются другие методы, или их сочетания. Помимо этого, в трансформаторы встраиваются системы очистки масла.
  • Чистота масла. Именно от этого показателя зависит диэлектрическая прочность. Чистота свежего масла должна быть подтверждена соответствующим сертификатом. Несмотря на изначальную чистоту, в процессе работы трансформатора масло подвергается воздействию газов, выделяющихся в результате нагревания. Газы растворяются в масле, ухудшая его свойства. В продукте также могут появиться механические примеси. Трансформаторное масло должно проходить ежегодную очистку, независимо от интенсивности эксплуатации. Раз в пять лет масло заменяется, либо проводится его полная регенерация на специальном оборудовании. Помимо этого, трансформаторы обычно имеют встроенную систему фильтрации.
  • Окислительная стабильность. Для наилучшего противодействия окислению в масло добавляются антиокислительные присадки, помогающие сохранности характеристик при длительной эксплуатации. В качестве присадки в большинстве случаев применяется ионол, лучше действующий на продукты реакции окисления.
  • Вязкость. С этим параметром все очень непросто – с одной стороны, с одной стороны, чем выше вязкость трансформаторного масла, тем хуже его электропроводность. Следовательно, тем лучшую электроизоляцию оно обеспечивает. Проблема в том, что высокая вязкость масла осложняет его циркуляцию по системе охлаждения трансформатора. Излишки тепла не отводятся в необходимых количествах, что отрицательно сказывается на работе оборудования. В этой ситуации приходится идти на компромисс и выбирать средние показатели. Оптимальной вязкостью для масел при температуре 20 ºС является 28-30х10-6 м2/с.
  • Температура застывания. Она измеряется с помощью пробирки с образцом масла, наклоненной под углом в 45º. Если в течение 1 минуты уровень масла остается неизменным, это и считается температурой застывания. У свежих масел ее значение -45ºС, однако существуют отступления, обусловленные условиями эксплуатации. Так, у масел, предназначенных для работы в жарких регионах, это значение составляет -35º, а для северных областей -65ºС.
  • Температура вспышки. Это температура, при которой пары горячего масла дают вспышку, если поднести к ним горящую спичку. Само масло не возгорается. Показатели качественного продукта не ниже 135ºС.
  • Температура воспламенения. Температура, при которой масло загорается от пламени и горит не менее 5 секунд.
  • Температура самовозгорания. При ее достижении масло воспламеняется само по себе, без внешних источников огня. Для трансформаторных масел этот параметр не ниже 350ºС, оптимальным значением считается 400 ºС.

Горящее масло — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Горящее масло

Горящее масло не рекомендуется тушить ком пактными водяными струями во избежание увеличения площади пожара.  

Тушить горящее масло очень сложно, так как при пожаре выделяется черная летучая сажа, закрывающая свет.  

Популярные статьи  Кабель греющий

Тушение горящего масла затруднительно, так как помещение заполняется ядовитым газом — окисью углерода; при горении трансформаторного масла к тому же в.  

При тушении горящего масла воду нужно подавать в виде мелкого тумана в очень большом количестве и не менее чем с двух сторон. Когда горящая установка находится под напряжением, при тушении водой брандспойт заземляют.  

При тушении горящих масел и жиров водой, особенно при применении компактной струи, может наступить разлив, выброс или разбрызгивание, в результате чего пожар увеличится.  

Лампада с горящим маслом, плошка ( книжн.  

В случае аварии трансформатора горящее масло стечет на пол камеры, просачиваясь сквозь слой гравия, погаснет и через масло-стоки выльется наружу, в специально предусмотренные ямы. Выделяющиеся при горении масла газы выйдут наружу чере.  

Чтобьи не допустить растекания горящего масла, необходимо насыпать вокруг бака земляной вал и выкопать канаву для отвода масла в безопасном направлении. Для собирания пролитого масла под трансформаторами и выключателями наружной установки делают ямы с гравийной или щебенчатой засыпкой. Дно и стенки маслосборной ямы бетонируются, а сама яма соединяется с дренажам.  

Применение воды для тушения горящих масел и битума запрещается, т.к. вода в контакте с маслами дает эмульсию, интенсифицирующую процесс горения.  

Чтобы не допустить растекания горящего масла, необходимо насыпать вокруг бака земляной вал и выкопать канаву для отвода масла в безопасном направлении. Для собирания пролитого масла под трансформаторами и выключателями наружной установки делают ямы с гравийной или щебенчатой засыпкой. Дно и стенки маслосборной ямы бетонируются, а сама яма соединяется с дренажем.  

При протекании через слой гравия горящего масла температура его снижается и в известной мере затрудняет соприкосновение с кислородом воздуха. При наличии решеток с гравийной подсыпкой практически преграждается доступ воздуха к основному объему масла, собравшемуся в маслоприемнике, что приводит к прекращению пожара. В процессе эксплуатации гравий загрязняется и слипается, что снижает его пропускную способность. Поэтому время от времени его нужно взрыхлять, а в случае необходимости заменять. Кроме того, во время капитального ремонта нужно проверять исправность дренажей и маслоотводов, устраняя засоренность труб.  

Следует предохранять кабельные каналы и смежные помещения от попадания горящего масла в них. Во избежание пожаров около трансформаторных помещений или внутри них размещают ящики с песком и устанавливают огнетушители.  

Если пролитая горящая жидкость разливается по столу и полу, необходимо прежде всего устроить вокруг горящего масла валик из песка и далее действовать, как указано выше.  

Существующие еще на электроподстанциях масляные баковые выключатели высокого напряжения с большим объемом масла также опасны в отношении взрыва и выброса горящего масла.  

Маслонаполненные силовые трансформаторы, содержащие большое количество горючего минерального масла, представляют собой большую пожарную опасность в случае разрыва бака и вытекания горящего масла при аварии. Чтобы уменьшить опасность распространения пожара при такой аварии, при монтаже трансформатора сооружается под ним маслоприемная бетонированная яма, в которую спускают горящее масло. Яма покрывается стальной решеткой, поверх которой насыпают слой гравия.  

Страницы:      1    2    3    4

Советы при покупке трансформаторного масла

На современных международном и отечественном рынках работает огромное количество изготовителей и дистрибьюторов трансформаторного масла.

Трансформаторные масла должны обладать высокой стойкостью против окисления, как можно дольше в процессе эксплуатации не выделять осадков и не образовывать эмульсий с водой.Практически все сорта трансформаторных масел содержат антиокислительные присадки. Ионоловые присадки используют отечественные производители. Эффективность таких добавок основывается на способности взаимодействовать с активными пероксидными радикалами, которые образуются при цепной реакции окисления углеводородов и являются основными ее носителями.

Наличие присадок в составе трансформаторного масла замедляет процесс его старения. Как только действие антиокислительных добавок заканчивается, масло окисляется примерно за такой же период, как и рабочие жидкости без присадок.

Основными характеристиками трансформаторного масла считают его вязкость и плотность. Эти показатели наиболее существенно определяют эффективность работы масел. Более высокая вязкость обеспечивает более высокую электрическую прочность.  Однако, для того, чтобы трансформаторное масло было способно к охлаждению внутренней среды силовых систем, показатель его вязкости должен быть не очень высоким. Поэтому, чтобы обеспечить выполнение двух основных функций масла, приходят к компромиссному значению кинематической вязкости. Для большинства масел при температуре 20°С оно составляет 28-30×10-6 м2/с.

Тангенс угла диэлектрических потерь в свою очередь тоже отвечает за надежность диэлектрической прочности трансформаторного масла, которая защищает системы от вероятности пробоя.

Эти и некоторые другие эксплуатационные свойства трансформаторных масел гарантируют путем использования высококачественной нефти, применяя глубокую очистку при переработке и введением композиций присадок, улучшающих антиокислительные, деэмульгирующие, антикоррозионные, а в некоторых случаях противоизносные свойства масел.

Рассмотрим виды трансформаторного масла, которые можно приобрести на отечественном рынке нефтепродуктов.

Масло типа ВГ производят из парафинистых нефтей с применением гидрокаталитических процессов с добавлением ионоловой присадки. Оно обладает высокими диэлектрическими свойствами и хорошим уровнем стабильности против окисления. В основном применяется в электрооборудовании высших классов напряжений.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: