Масло в трансформаторе зачем: Зачем масло в трансформаторе? Роль масла в трансформаторах

Содержание

Для чего применяется трансформаторное масло в силовых трансформаторах

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.

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.

Область применения трансформаторного масла

Для начала, развеем некоторые стереотипы. Существует устойчивое заблуждение, что все жидкости являются проводниками. На самом деле далеко не все, и не так явно, как металлы.

Важное свойство трансформаторного масла – высокое сопротивление электрическому току. Настолько высокое, что жидкость фактически является диэлектриком (в разумных пределах, разумеется).

Такая характеристика, как смазывающая способность, в электрике интересна в последнюю очередь. А вот теплопроводность напротив, очень важна.

О свойствах поговорим отдельно, они вытекают из двух областей применения:

  1. В электрических трансформаторах, масло выполняет роль диэлектрика и средства для эффективного отвода тепла. Всем известно, что электроустановки сильно греются. Воздушное охлаждение не настолько эффективно, поскольку не может обеспечить плотный контакт объекта охлаждения со средой отвода тепла. Трансформаторы приходится делать массивными, с большой площадью рассеивания. Назначение трансформаторного масла – эффективный отвод тепла при относительно компактной конструкции.

    Радиаторы присутствуют, и даже снабжены вентиляторами обдува.

    Но подобная система отвода тепла несоизмерима по габаритам с трансформаторами воздушного охлаждения (в пользу жидкостных).
  2. Кроме того, трансформаторное масло используется в контактных группах выключателей. Разумеется, речь идет не о тех клавишах на стене, которыми вы включаете свет в ванной комнате. Масляные выключатели достигают размеров небольшого дома, и применяются на высоковольтных подстанциях, снабжающих электроэнергией как минимум промышленное предприятие, или целый город.

Эксплуатационные показатели подобных устройств поражают воображение: напряжение несколько сотен тысяч вольт, и сила тока до 50 тысяч ампер.

Масло в этих устройствах имеет две функции. Разумеется, изоляционные свойства, как и в трансформаторах. Но главное назначение – эффективное гашение электрической дуги.

При размыкании (замыкании) контактов на электрических коммутационных устройствах с такими параметрами, возникает электрическая дуга, способная разрушить контактную группу за несколько циклов.

Электрическая дуга при размыкании контактов (происшествие на подстанции) — видео

Однако проблемы возникают лишь в воздушной среде. Если внутренняя полость заполнена трансформаторным маслом – искрения и дуги не возникнет.

К сведению

Объективности ради, заметим: существует и другое решение. Помимо масляных, активно применяются вакуумные выключатели. Правда, они качественно выполняют лишь одну функцию: гашение дуги. Диэлектрические свойства вакуума сопоставимы с обычным воздухом.

Однако, это тема другой статьи.

Технические характеристики трансформаторного масла

Так же, как и минеральное моторное, трансформаторное масло производится путем перегонки подготовленной сырой нефти (очищенной), методом кипячения сырья. После возгонки при температуре 300°C — 400°C, остается так называемый соляровый дистиллят.

Собственно, эта субстанция является основой для получения трансформаторного масла. Во время очистки, снижается насыщенность ароматическими углеродами и не углеродными соединениями. В результате повышается стабильность продукта.

При возгонке и выделении дистиллята, можно управлять физическими и химическими процессами. Манипулируя базовым сырьем и технологией, можно менять свойства трансформаторного масла. Они определяются полученным соотношением компонентов:

Интересно, что этот продукт экологически чист. При его производстве, использовании и утилизации, воздействие на природу не выше, чем у исходного сырья (сырой нефти). В состав не включаются добавки, синтезированные искусственным путем.

Как и нефть, масло для трансформаторов и выключателей не токсично (насколько это можно сказать о нефтепродуктах), не разрушает озоновый слой, и бесследно разлагается в природной среде.

Одна из важных характеристик – плотность трансформаторного масла. Типичная величина лежит в диапазоне 0,82 – 0,89 * 10³ кг/м³. Цифры зависят от температуры: рабочий диапазон в пределах 0°C – 120°C.

При нагреве она уменьшается, этот фактор принимается во внимание при проектировании радиаторной системы охлаждения трансформаторов.

Поскольку масла относительно универсальны, эта характеристика может варьироваться в зависимости от потребностей заказчика. Трансформаторные подстанции располагаются в различных климатических зонах, зачастую в условиях крайнего Севера и Сибири.

Не только плотность меняется в зависимости от температуры

Вязкость трансформаторного масла может радикально изменить общие показатели электроустановки.

ПоказателиТКпМасло селективной очисткиТ-1500УгквгАГКМВТ
Кинематическая вязкость, им2/с* при температуре
50°С99995
40°С
113,5
20°С28
-30°С15001300130012001200
-40°С800150
Кислотное число, мг КОН/г, не более0,020,020,010,010,010,010,02
Температура, °С
Вспышки в закрытом тигле, не ниже13515013513513512595
Застывания, не выше-45-45-45-45-45-60-65
Этот параметр – порождение компромисса.
Для обеспечения электрической прочности масла, вязкость должна быть высокой. Практически, как твердый диэлектрик. Но изоляция проводников, это не единственное предназначение рассматриваемой жидкости.

Принцип работы масляного трансформатора — видео

  • Теплоотвод – возможен при достаточно жидком теплоносителе. То есть, для нормального охлаждения электроустановки вязкость должна быть как можно более низкой.
  • Гашение электрической дуги. Как это работает? В обычной воздушной среде, при размыкании (замыкании) контактов под высокой нагрузкой, возникает дуга, подобная сварочной.

Густое масло, механически не сможет быстро заполнить пространство при движении контактов. Образовавшиеся воздушные полости станут поводом для дугообразования. И напротив, достаточно жидкий наполнитель постоянно будет поддерживать среду без пузырьков.

Вспышка и воспламенение

Интересный с точки зрения физики процесса, такой параметр, как температура вспышки трансформаторного масла. Для любых нефтепродуктов, это температура воспламенения жидкой среды, при контакте с открытым источником пламени.

Однако внутри трансформатора не создаются условия для горения, по причине отсутствия достаточного количества кислорода. А вот открытое пламя теоретически возможно: если при размыкании контактов образуется кратковременная дуга.

Поэтому в свойства масел закладывается увеличение температуры вспышки. Это значение постепенно уменьшается, по причине дефектов трансформаторного оборудования. При нормальной работе, температура вспышки напротив, увеличивается. Допустимое значение – более 155°C.

Электрическая дуга или как горят трансформаторы — видео

Для понимания механизма – температура вспышки связана с испаряемостью масла. То есть, оно должно быть достаточно жидким, но при этом не переходить в газообразное состояние при нормальных условиях эксплуатации.

Кроме традиционного параметра, есть такое понятие, как температура самовоспламенения, характерное именно для трансформаторов. В нашем случае эта величина составляет 350°C – 400°C.

Если обмотки нагреются до такой температуры – возникает неконтролируемое горение и взрыв трансформатора. К счастью, подобные случаи происходят крайне редко. Разумеется, при условии соблюдения условий эксплуатации.

Поэтому, вместе с подбором качественного масла, необходимо постоянно следить за состоянием электроустановок. При проведении тестовых отборов жидкости, можно понять, какие проблемы есть в самом трансформаторе или высоковольтном выключателе.

После проведенных исследований, оцениваются такие показатели, как преломление вязкости, плотность, диэлектрические свойства, и пр. Результаты сравниваются с табличными значениями, установленными стандартом применения масел.

В таблице показаны основные показатели трансформаторного масла:

Температура t,
°С
Плотность р,
кг/м3
Cp, кДж/(кгК)λ, Вт/(м’К)а-10**8, м2/сμ-10**4, Пасv-10**6, м2/сß-10**4, К»1Рг
0892,51,5490,11238,14629,870:56,80866
10886.41,6200,11157,83335,537,96.85484
20880,31,6660,11067,56198,222,56,90298
30874,21,7290,10087,28128,514.76.95202
40868,21,7880,10907,0389.410,37,00146
50862,11,8460,10826,8065. 37,587,05111
60856,01,9050,10726,5849,55,787,1087,8
70850,01,9640,10646,3638.64,547,1571.3
80843,92,0260,10566,1730.83,667,2059,3
90837.82.0850,10476,0025,43,037,2550,5
100831,82,1440,10385,8321.32,567,3043.9
110825,72,2020,10305,6718.12,207,3538,8
120819,62,2610,10225,5015.71,927,4034,9
  • cp — удельная массовая теплоемкость, без изменения рабочего давления;
  • λ – теплопроводность: общий коэффициент;
  • a – температурная проводимость: общий коэффициент;
  • μ — динамический коэффициент вязкости;
  • ν — кинематический коэффициент вязкости;
  • β — объемное расширение: общий коэффициент;
  • Pr — критерий Прандтля.

Технические жидкости для обеспечения работы трансформаторных подстанций закупаются в огромных объемах, это достаточно затратно. Каждая партия тестируется перед использованием, и в процессе работы.

Испытание трансформаторного масла на пробой — видео

Ежегодно, техническая жидкость требует масштабной очистки. Этим занимаются специальные службы. А каждые 5-6 лет, требуется регенерация (практически полная замена масла в электроустановке). Процедура недешевая, но без ее выполнения эксплуатация трансформатора станет небезопасной.

В качестве компромисса, широко применяется восстановление свойств. Отработка сдается на нефтехимическое предприятие, где масло приобретает первоначальные свойства. Стоимость добавленных присадок многократно ниже, в сравнение с полной заменой материала.

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: марки, свойства, применение

Силовые трансформаторы высокого напряжения – это одни из наиболее важных и дорогостоящих элементов систем распределения электричества. Для того, чтобы их работа была безопасной и надежной, нужно применять трансформаторное масло. Это специальная жидкость с высокой диэлектрической прочностью, которая предназначена для отвода тепла и выполняет изолирующую функцию.

Что такое трансформатор?

Трансформатором принято называть устройство, преобразующее переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения без изменения его частоты. По своей конструкции он состоит из одной или нескольких изолированных ленточных или проволочных катушек (обмоток), которые намотаны на сердечник (магнитопровод).

Работа трансформаторов основана на принципе электромагнитной индукции. Переменный ток подается на первую обмотку и образует в катушке магнитное поле, которое во второй катушке образует электрический ток. Величина напряжения электродвижущей силы зависит от скорости изменения магнитного поля и числа витков в катушке.

Если в первичной обмотке число витков больше, чем во вторичной – это понижающий трансформатор. Если наоборот – то это повышающий. В зависимости от того, на какую обмотку подается переменное напряжение, один и тот же трансформатор может быть и повышающим и понижающим. Также выделяют высоко- и низкочастотные трансформаторы. Частота, при которой работает оборудование определяется материалом, из которого изготовлен сердечник. Если сердечник отсутствует, то это высокочастотный трансформатор.

Еще одним видом трансформаторов являются силовые. В них две или больше обмоток надеты на замкнутый магнитопровод из стальных листов. Одна из катушек соединяется с источником переменного тока, другая – с потребителем. Электрическая мощность передается от первичной ко вторичной обмотке благодаря магнитному потоку в сердечнике.

Зачем в трансформаторах масло?

Обмотки являются наиболее важной частью трансформатора и нуждаются в защите. В процессе преобразования высокого напряжения в низкое оборудование выделяет много тепла. Во избежание выхода трансформаторов из строя это тепло нужно отводить.

Для решения задач, связанных с эксплуатацией трансофрматоров, используют специальные масла.

Трансформаторное масло – это продукт перегонки очищенной сырой нефти. Температура его кипения составляет от +300 °C до +400 °C. В зависимости от того, какая нефть была использована, масла обладают определенными свойствами. Они имеют сложный состав, в который входят следующие компоненты:

  • 10-15 % парафинов
  • 60-70 % нафтенов или циклопарафинов
  • 15-20 % ароматических углеводородов
  • 1-2 % асфальто-смолистых веществ
  • < 1 % сернистых соединений
  • < 0,8 % азотистых соединений
  • < 0,02 % нафтеновых кислот
  • 0,2-0,5 % антиокислительной присадки

Назначение трансформаторных масел заключается в следующих функциях:

  • Охлаждение
  • Электрическая изоляция
  • Гашение дуги

В оборудовании мощностью 50-500 кВА используется бумажно-масляная изоляция. Это пропитанная маслом изоляционная бумага. В трансформаторах мощностью 20-30 кВА применяются крупные стальные конструкции (баки) с большим количеством труб, которые выходят параллельно в одну или несколько сторон. Обмотки с сердечником помещаются в трубчатый бак, где их окружает масло, которое отводит тепло. Благодаря конвекции горячая жидкость поднимается вверх по трубе, охлаждается, и опускается обратно в резервуар. По мере нагрева масла этот процесс повторяется.

Технические характеристики трансформаторного масла

Требования к трансформаторному маслу очень высокие. Их характеристики должны соответствовать условиям эксплуатации оборудования, а сам материал обеспечивать его надежную работу.

Все трансформаторные масла должны обладать электроизоляционными свойствами. Их диэлектрическая прочность напрямую зависит от наличия воды и волокон. Именно поэтому вода и механические примеси не должны присутствовать в масле, так как они снижают его электроизоляционные свойства.

Температура застывания масла не должна быть выше -45 °C, но для южных регионов допустимо применение жидкостей, температура застывания которых составляет -35 °C. Это необходимо для сохранения текучести при эксплуатации под воздействием отрицательных температур. Для эффективного отвода тепла жидкости должны иметь наименьшую вязкость при температуре вспышки. Для разных марок она составляет от +95 °C до +150 °C.

Одной из наиболее важных характеристик трансформаторного масла является окислительная стабильность – способность жидкости сохранять свои свойства при длительной эксплуатации. Данный параметр обеспечивается антиокислительной присадкой, эффективность которой зависит от того, насколько хорошо она взаимодействует с продуктами реакции окисления углеводородов.

Плотность жидкости находится в пределах (0,84-0,89)*103 кг/м3. Ее необходимо знать для расчета массы продукта. Также она позволяет узнать углеводородный состав жидкости.

Вязкость – важное свойство трансформаторного масла. Для получения высокой электрической прочности жидкость должна быть вязкой. Но для того, чтобы масло правильно работало в качестве охлаждающей среды в трансформаторах и в качестве среды для движущихся элементов привода выключателей, оно должно обладать невысокой вязкостью. Иначе охлаждение будет недостаточным, а выключатели не смогут разрывать электрическую дугу.

В связи с этим показатель кинематической вязкости при +20 °C должен составлять 28-30*10-6 м2/с.

Особенности применения


В зависимости от химического состава и эксплуатационных характеристик различные марки масел применяются для различных целей. В новое электрооборудование следует заливать только свежие жидкости, которые до этого нигде не применялись. Каждая партия используемого масла должна иметь сертификат завода-изготовителя.

Перед заливкой масла в оборудование его нужно предварительно подвергнуть глубокой термовакуумной обработке. Данную процедуру определяет руководящий документ РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования.» Согласно ему максимальное содержание воды в масле, применяемом для трансформаторов с пленочной или азотной защитой, измерительных трансформаторов и герметичных вводов, должно составлять 0,001 % массы, а концентрация воздуха не должна превышать 0,5 % массы.

В электрооборудовании без пленочной защиты и негерметичных вводах содержание воды в масле допустимо в количестве 0,0025 % массы. От чистоты жидкости зависит область ее применения. Жидкости, используемые в оборудовании напряжением до 220 кВ, должны быть не ниже 11 класса, а в аппаратах напряжением свыше 220 кВ – не ниже 9 класса.

Проверка масел

Параметры масел проверяют при помощи анализа следующих физико-химических и электроизоляционных характеристик:

  • Электрической прочности
  • Тангенса угла потерь
  • Влагосодержания
  • Содержания газа
  • Количественного состава механических примесей

Замер влагосодержания производится при помощи реакции влаги, которая находится в масле, с гидритом кислорода. Содержание газа определяется по степени изменения остаточного давления в емкости после заливки в нее пробы исследуемой жидкости. Количество механических примесей определяется путем фильтрации растворенного в бензине масла через бумажный фильтр, который не содержит золы.

Электрическая прочность жидкости измеряется в ходе испытаний на пробой. Для этого используется разрядник 2,5 мм с диаметром электродов 25,4 мм. Полученный результат должен быть не менее 70 кВ, при котором электрическая прочность будет равна не менее 280 кВ/см.

Тангенс угла потерь определяется наличием примесей. В чистой жидкости его значение составляет не более 0,02 % при +90 °C в условиях частоты поля 50 Гц. В окисленном состоянии масла он может быть более 0,2 %.

Эксплуатация трансформаторного масла

Со временем ресурс антиокислительных присадок в масле заканчивается и оно начинает поглощать и растворять в себе большое количество газов. В стандартных условиях количество кислорода, азота и  углекислоты составляет 0,16 мл, 0,86 мл и 1,2 мл. Если происходит выделение газов, это означает, что у обмотки появились дефекты. Также по наличию газов, растворенных в трансформаторном масле, можно посредством хроматографического анализа выявить дефекты трансформаторов. 

Срок службы масла и трансформатора напрямую не связан. Независимо от срока эксплуатации трансформатора жидкость необходимо ежегодно подвергать очистке, а каждые 5 лет – регенерировать ее. Регенерация масла производится с применением силикагеля на специальных маслорегенерационных установках.

Тем не менее, в современном электротехническом оборудовании предусмотрены некоторые меры, которые продлевают срок службы трансформаторного масла:

  • Установка расширителей с фильтрами для поглощения кислорода, воды и выделяемых газов
  • Периодическая очистка жидкости
  • Непрерывная фильтрация
  • Добавление антиокислительных веществ
  • Предупреждение перегрева масла

Поводом для изъятия масла из эксплуатации может быть его загрязнение веществами, которое привело к изменению характеристик. В этом случае достаточно провести механическую очистку жидкости. Выделяют следующие методы очистки:

  • Фильтрация
  • Адсорбционная обработка
  • Центрифугирование
  • Вакуумная обработка

Марки трансформаторных масел

В России и странах СНГ наиболее популярны отечественные трансформаторные масла. Рассмотрим наиболее востребованные продукты: Т-1500У, ГК, ВГ, ТСП, ТКП, АГК и МВТ. Из зарубежных масел можно выделить продукцию концернов Mobil и Shell.

Отечественные трансформаторные масла


Масло Т-1500У отличается хорошей устойчивостью к окислению и газостойкостью, но не отвечает требованиям зарубежного оборудования по этим параметрам. Жидкость содержит не более 0,3 % серы. Применяется масло в электрооборудовании до 500 кВ, которое не требует дополнительных условий. После изучения свойств масла его можно применять в аппаратах до 750 кВ.


Масло ГК изготавливается методами каталитической депарафинизации и гидрокрегинга. Его производят из сернистых парафинистых нефтей. Отличительной особенностью жидкости является очень низкое содержание ароматических углеводородов и сернистых соединений. Масло имеет хорошие диэлектрические свойства, высокие антиокислительные свойства и . Материал применяется в электрооборудовании напряжением до 1150 кВ. 

Масло ВГ изготавливается посредством гидрокаталитических процессов из парафинистых нефтей. В составе содержит антиокислительную присадку ионол. Оно отличается высокой устойчивостью к окислению и обладает высокими диэлектрическими свойствами. Применяется в аппаратах высших классов напряжений.

Масло ТСП изготавливают из западносибирских нефтей путем низкотемпературной депарафинизации и селективной очистки. По сравнению с подобными материалами его можно охарактеризовать как некачественное. Масло отличается высоким содержанием сернистых соединений (до 0,6 %), малой устойчивостью к окислению, высокими диэлектрическими потерями, несовместимостью с некоторыми конструкционными материалами. Из плюсов можно выделить хорошую стойкость к воздействию электрического поля высокого напряжения. Используется в основном в аппаратах до 220 кВ включительно.

Масло ТКп производится из малосернистой нафтеновой нефти путем кислотно-щелочной очистки и контактной доочистки. В своем составе содержит присадку ионол. Применяется в оборудовании до 500 кВ включительно.

Масло АГК изготавливается посредством гидрокаталитических процессов из парафинистых нефтей. Оно отличается низкой температурой застывания и малой вязкостью при отрицательных температурах. Применяют данную жидкость преимущественно в северных широтах в оборудовании высших классов напряжения.

Масло МВТ это специальная жидкость, которая обладает малой вязкостью при высоких и низких температурах, низкой температурой застывания и низкой температурой вспышки. В основном его применяют в трансформаторах арктического исполнения и масляных выключателях в северных широтах.

Зарубежные трансформаторные масла

Масло Mobil Mobilect 44 N предназначено для масляных выключателей, трансформаторов и другого электротехнического оборудования любых классов напряжения кроме измерительных трансформаторов и вводов. . Оно производится из нафтеновых нефтей. Жидкость отличается малым содержанием парафинов и серы. Добавление электрически нейтральных присадок придает ей отличные низкотемпературные и антиокислительные свойства.

Трансформаторные масла Shell Diala изготавливаются из нефтяных фракций. Они могут быть ингибированными и неигнибированными. Жидкости отличаются высокими эксплуатационными свойствами и надежностью в течение длительного срока службы.

Вышеперечисленные масла не являются единственными, которые представлены на рынке. Они приведены для краткого ознакомления. На деле существует гораздо большее количество марок масел.


Зачем высоковольтным трансформаторам нужно масло?

3 причины: гораздо более высокое падение напряжения, теплопроводность и намного меньшее количество загрязняющих веществ, в том числе влаги от конденсата, что приводит к частичному разряду, который дешевле контролировать и ремонтировать в масле, чем сухой эпоксидный тип.

  • Я добавил третью причину, которая более сложна, так как легче удалить посторонние частицы в масле, и вязкость уменьшает кинетическую энергию ускоряющихся частиц в электронном поле, ударяя проводник с достаточной энергией, чтобы выпустить водород, горючий газ из молекулы воды.

  • Сухие трансформаторы существуют <5MVA, занимают меньшую площадь, тише, безопаснее, предпочтительнее для некоторых городских районов, но менее эффективны, стоят дороже и полагаются на более дорогую изоляцию с помощью слюдяной ленты и эпоксидные полимеры для обеспечения влагостойкости. Сухие трансформаторы должны бороться с тенденцией поглощать молекулы влаги, что быстро ухудшает пробивное напряжение.

Масло трансформаторного качества по меньшей мере в 8 раз и в 25 раз лучше воздуха для пробоя диэлектрика и по меньшей мере в 6 раз лучше теплопроводности в [Вт / мК].


Масло используется преимущественно> 5MVA благодаря лучшей электрической эффективности и эффективности охлаждения. Масло необходимо для охлаждения, термического распространения горячих точек и для электрической изоляции.

Частичный разряд (PD) — это поток ионов в плазме, например, полярное сияние или корона. Это нуждается в некоторых загрязнителях, чтобы столкнуться и вызвать разгрузку.

Из моих экспериментов на трансформаторном масле Nydas на трансформаторном заводе было превышено 25 кВ / мм. С типичными результатами от 25 до 40 кВ.

С более дорогой обработкой для удаления загрязнений уровня ppm она может достигать 70 кВ / мм. Те, кто может позволить себе машину стоимостью более 50 тыс. Долларов, используют их, но для этого необходимы определенные навыки обработки невидимого загрязнения и контроля качества процесса в чистых помещениях.

Испытание проводится с рампой около 1 кВ / с с использованием сверхчистых больших (~ 2 см) латунных плоских электродов в чистом стеклянном стакане с коническими гладкими краями.

Как и в случае с воздухом, именно подвижные загрязняющие вещества и изменения давления могут привести к частичному разряду, который вызывает колебания напряжения пробоя BDV изолятора.

Для трансформаторного масла частичный выброс также разрушает большую углеводородную цепь до h3, который имеет нижний порог взрываемости 4% концентрации.

Разбивка по чистому воздуху составляет 3 кВ / мм, в то время как содержание грязного влажного воздуха составляет <500 В / мм от плоского к плоскому, в то время как точка-точка составляет около 1/3 от этих порогов напряжения.

Сверхнизкий вакуум дает высокий BDV, но частичный вакуум очень низок, так как восстановление молекул обеспечивает меньшее сопротивление и большую кинетическую энергию, когда ион воздуха попадает в проводник. (См. Закон Пашена.)

Для чего масло в трансформаторе?

Как правило, катушки трансформаторов заполняются специализированным маслом. Оно так и называется – трансформаторное. Суть заключается в том, что масло должно обладать определёнными свойствами, дабы обеспечивать качественную электроизоляцию, а также отведение тепла от греющихся катушек.

Компания «Хозпромторг-Экспорт» предлагает к приобретению широкий спектр трансформаторных масел. В зависимости от георасположения трансформатора (север или юг России) выбор технической жидкости будет разниться. Безусловно, вязкость – одна из важнейших характеристик трансформаторного масла.

Различные виды изоляции обмоток в трансформаторах

Если речь идёт об оборудовании небольшой мощности, то вполне допускается выбор бумажной изоляции, которая пропитывается маслом. Однако, если мощность 20-30 кВА уже требуется что-то более серьёзное.

Сварная конструкция представляет собой достаточно простую систему циркуляции масла вокруг катушек.

Суть заключается в следующем:

  • масло непосредственно касается обмоток;
  • разогретое масло поднимается наверх, где и охлаждается;
  • по трубам охлаждённое масло опускается вновь к катушкам.

Такая система будет работать всегда, если обеспечить только один критерий – масло должно оставаться достаточно жидким, чтобы иметь возможность к перемещению. С течением времени от циклов нагрева и охлаждения свойства масла деградируют.

Именно по этой причине и рекомендуется выполнять техническое обслуживание трансформаторных подстанций. Но на охлаждении роль масла в трансформаторе не заканчивается.

Дополнительные положительные аспекты использования масла

Дело в том, что именно масло в случае пробоя обмотки сможет потушить возникшую дугу. В любом случае условия для гашения дуги будут максимально сподручными для специалиста.

При этом масло уменьшает потери в меди при нагревании. Шум, который всегда присутствует при работе трансформатора существенным образом снижается за счёт использования масла.

Вытекающий отсюда эффект – сокращение вибраций оборудования. Масло является абсолютным диэлектриком. В масляной среде электрический заряд ни при каких условиях не может распространяться.

Не существует более привлекательной среды для заполнения трансформатора сегодня.

Смотрите также:

  • Знаете ли Вы, какое масло лучшим образом подойдёт для использования в мотоцикле.

В видео демонстрируется разобранный трансформатор и трансформаторное масло:

Твитнуть

Читайте также:

Хроматографический анализ трансформаторного масла

Эффективный метод выявления дефектов оборудования на ранней стадии развития, не обнаруживаемых традиционными способами

Хроматографический анализ газов растворенных в масле, является специальным методом, служащим для обнаружения повреждений и дефектов конструктивных узлов электрооборудования, но практически не информирующем о качестве и состоянии самого масла. Хроматографический анализ (ХАРГ) позволяет:
  • отслеживать развитие процессов в оборудовании,
  • выявлять дефекты на ранней стадии их развития, не обнаруживаемые традиционными способами,
  • определять предполагаемый характер дефекта и степень имеющегося повреждения
  • ориентироваться при определении места повреждения.
Для оценки состояния маслонаполненного оборудования используются газы: водород (Н2), метан (Ch5), этан (C2H6), этилен (C2h5), ацетилен (С2Н2), угарный газ (CO), углекислый газ (CO2). Кроме этого, всегда присутствуют кислород и азот, а их концентрация изменяется в зависимости от герметичности корпуса трансформатора и могут выделяться такие газы как пропан, бутан, бутен и другие, но их исследование в диагностических целях не получило широкого распространения.

Состояние оборудования оценивается сопоставлением полученных при анализе количественных данных с граничными значениями концентрации газов и по скорости роста концентрации газов в масле. Важно различать нормальные и чрезмерные объемы газа. Нормальное старение или газовая генерация изменяется в зависимости от конструкции трансформатора, нагрузки и типа изоляционных материалов.

Взаимосвязь основных газов и наиболее характерных видов дефектов.

   Водород (Н2)  Дефекты электрического характера: частичные разряды, искровые и дуговые разряды
   Метан (Ch5)  Дефекты термического характера: нагрев масла и бумажно-масляной изоляции в диапазоне температур (400-600)°С
или нагрев масла и бумажно-масляной изоляции, сопровождающийся разрядами;
  Этан (C2H6)  Дефекты термического характера: нагрев масла и бумажно-масляной изоляции в диапазоне температур (300-400)°С;
  Этилен (C2h5)  Дефекты термического характера: нагрев масла и бумажно-масляной изоляции выше 600°С
  Ацетилен (С2Н2)  Дефекты электрического характера: электрическая дуга, искрение
  Угарный газ (CO)  Дефекты термического характера: старение и увлажнение масла и/или твердой изоляции;
  Углекислый газ (CO2)  Дефекты термического характера: старение и увлажнение масла и/или твердой изоляции;
 нагрев твердой изоляции


Дефекты трансформаторов, определяемые с помощью хроматографического анализа:

 Наименование дефектов

Основные газы   Характерные газы
 Перегревы токоведущих соединений    

С2Н4 — в случае нагрева масла
и бумажно-масляной
изоляции выше 600°С

         

  Н2СНи С2Н6 

 
 — нагрев и выгорание контактов переключающих устройств;
 — ослабление и нагрев места крепления электростатического экрана;
 — обрыв электростатического экрана;
 — ослабление винтов компенсаторов отводов НН;
 — ослабление и нагрев контактных соединений отвода НН и шпильки проходного изолятора;
 — лопнувшая пайка элементов обмотки: замыкание параллельных и элементарных проводников обмотки и др
   

 С2Н2 — в случае перегрева масла,
вызванного дуговым разрядом.

 Перегревы элементов конструкции остова.
 — неудовлетворительная изоляция листов электротехнической стали;
 — нарушение изоляции стяжных шпилек или накладок, ярмовых балок с образованием короткозамкнутого контура;
 — общий нагрев и недопустимый местный нагрев от магнитных полей рассеяния в ярмовых балках, бандажах,
   рессующих кольцах и винтах;
 — неправильное заземление магнитопровода;
 — нарушение изоляции амортизаторов и шипов поддона реактора, домкратов и прессующих колец
   при распрессовке и др.
 Частичные разряды  Н2      СНи С2Н2
с малым содержанием
 Искровые и дуговые разряды  Н2 или С2Н2       СНи С2Н2
с любым содержанием
 Ускоренное старении и/или увлажнение твердой изоляции  СО и СO2  
Перегрев твердой изоляции  СO2  

Для получения объективных результатов хроматографического анализа трансформаторного масла необходимо квалифицированно произвести отбор проб из маслонаполненного оборудования. Более подробные требования по отбору проб трансформаторного масла представлены в разделе Отбор проб масла

Периодичность проведения ХАРГ трансформаторного масла

     Наименование оборудования     Периодичность
     для трансформаторов 110 кВ и выше     не реже 1 раза в 6 месяцев      
     для герметичных вводов, имеющих удовлетворительные результаты регламентных испытаний
      — для вводов 110-220 кВ
      — для вводов 330-750 кВ
     
    1 раз в 4 года
    1 раз в 2 года

Преимущество этого метода состоит в том, что образцы масла можно отобрать в любое время без вывода оборудования из работы.

Детальную информацию по проведению и использованию хроматографического анализа трансформаторного масла вы можете получить из руководящих документов:

  • РД 153-34. 0-46.302-00 «Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле»
  • РД 34.46.303-98 «Методические указания по подготовке и проведению хроматографического анализа газов, растворенных в масле силовых трансформаторов»

Если Вы хотите получить более подробную информацию, техническую консультацию, обсудить оптимальный вариант решения стоящей перед вами задачи, вы можете:

ПОЗВОНИТЬ: +7 (495) 315-68-02, +7 (495) 542-88-48  НАПИСАТЬ ПИСЬМО: [email protected]   ЗАПОЛНИТЬ на сайте ЗАЯВКУ

нормы, объём, виды и как проходит испытание

Трансформаторное масло применяется в роли изолирующей среды и для охлаждения электрического оборудования. Но для проверки качества и свойств данных материалов должны проводиться их испытания. Рассмотрим особенности процедуры указанного испытания, их методику и характеристики, подлежащие проверке.

Для чего проверяется масло

Цель испытаний трансформаторного масла состоит в проверке его электрических и физических характеристик. В процессе эксплуатации материал подвергается старению, в результате чего состав теряет заданные свойства. Испытания предназначены для проверки соответствия показателей установленным нормам, поскольку от этого зависит безопасная и надёжная эксплуатация оборудования.

Когда нужно проверять

Периодичность проведения испытаний зависит от мощностных характеристик агрегатов, в которых применяется данный материал. Обычно пробы отбираются один раз в 4 месяца или перед пуском в работу нового оборудования.

Достоверность получаемых результатов зависит от условий, при которых производится проверка. Необходимо исключить проникновение влаги из воздушной среды в материал. Ёмкость с маслом открывают при выравнивании температуры состава с данными показателями воздушной среды.

При проведении проверки после запуска тестирование выполняется 5 раз в течение начальных 30 дней эксплуатации оборудования.

Колба предварительно должна быть очищена от загрязнений. Для большей достоверности и исключения неправильных результатов жидкость отбирается со дна ёмкости оборудования.

Объём испытаний и какие свойства проверяются

В процессе проведения испытаний проверяются основные характеристики материала на соответствие требованиям нормативной документации. Предусмотрена проверка по следующим критериям:

  1. Температуре вспышки – с ростом данного показателя возрастает объём испарений, в результате чего масло становится более вязким, в его составе возрастает удельный процент взрывоопасных газов.
  2. Температуре застывания – обратный показатель отмеченному выше. Его уменьшение затрудняет функционирование маслоперекачивающих насосов, переключающих устройств и прочих элементов масляных систем.
  3. Кислотному числу – показывает уровень содержания в материале едкого калия. Определяется количества миллиграммов данного компонента, необходимого для нейтрализации свободных кислот в 1 г состава. Итоговое значение показателя получают расчётным путём.
  4. Диэлектрической плотности – первоочередной критерий, свидетельствующий о степени загрязнённости состава. Проводится 6 раз с определением среднего показателя.
  5. Тангенсу угла диэлектрических потерь – определяет диэлектрические и изолирующие свойства рабочей жидкости.
  6. Цветовым характеристикам – по ним можно определить свойства состава и его качество.
  7. Присутствию сторонних механических загрязнений – этот критерий взаимосвязан с кислотным числом и показывает степень старения масла, в результате чего оно теряет заданные свойства.
  8. Содержанию влаги и газов – также указывает на степень старения рабочей жидкости.

Кроме перечисленных работ проводятся замеры плотности ареометром, определение наличия серы. Но данные показатели не нормируются.

Нормы

Нормируемые показатели должны соответствовать следующим количественным значениям по следующим критериям:

  • пробивному напряжению, для оборудования, работающего в диапазоне от 60 до 220 кВ – в пределах до 35 кВ, от 20 до 35 кВ – до 25 кВ;
  • наличие механических примесей не допускается;
  • кислотному числу – до 0,25 мг на 1 г состава;
  • стабильности против окислительных процессов при аналогичных единицах измерения – в пределах 0,005 мг;
  • массовой доле осадочных компонентов – должны отсутствовать;
  • кислотному числу окислённого материала – до 0,1 мг;
  • температуре вспышки – до 150°С;
  • тангенсу угла диэлектрических потерь – до 7 процентов;
  • влаго- и газосодержанию – в соответствии с заводскими нормами;
  • натровой пробе – до 0,4 балла;
  • температуре застывания – до -45°С;
  • кинематической вязкости – от 9 до 1300 м³/с, в зависимости от температурных показателей состава.

Если показатели не соответствуют нормативам, использование данного материала грозит пробоем изоляции оборудования и его перегревом, в результате чего трансформатор может выйти из строя.

Рабочая жидкость, не отвечающая установленным критериям, подвергается очистке, в результате которой показатели приводятся в норму, с возможностью дальнейшего использования масла.

Современной промышленностью выпускается множество фильтрующих установок, позволяющих очистить масло, для возможности его последующего применения.

Проведение трансформаторного масла позволяет проверить качество материала и исключить опасность возникновения нештатной ситуации, которая не исключена при несоответствии состава установленным нормируемым показателям.

Видео: испытание масла на пробой

Силикагель для трансформаторов: характеристики, замена, зачем нужен

Автор otransformatore На чтение 5 мин Опубликовано

При работе трансформатора на полной эксплуатационной нагрузке изолирующее масло устройства интенсивно нагревается. Происходит расширение масла с последующим вытеснением в резервуар, находящийся в верхней части трансформатора. В завершение этого процесса сухой воздух выталкивается из ёмкости через сапун. Активное поглощение излишней влаги из воздуха обеспечивает силикагель для трансформатора, находящийся в сапуне.

Для чего используют силикагель в трансформаторах

Специалисты говорят, что при работе трансформатор «дышит». «Вдох» устройства – захват воздуха из атмосферы, который подсасывается при остывании трансформаторного масла. «Выдох» – выход через сапун нагретого воздуха с пониженной влажностью.

Зачем нужен сапун?

Во время работы трансформатора входящий воздух включает в себя избыточную влагу и частицы пыли. Они должны быть удалены, чтобы предотвратить повреждение агрегата. Для этого воздух проходит через специальный дыхательный клапан, являющийся промежуточной ёмкостью между резервуаром с маслом и окружающей средой.   В полости сапуна содержится силикагель: вещество, которое активно захватывает влагу из воздуха, обеспечивая поступление в трансформатор только сухого воздуха.

Количество силикагеля не превышает 1,0…1,25 % от общей массы трансформаторного масла, находящегося в резервуаре.

Важно! Наличие силикагеля особенно эффективно при резких колебаниях температуры в помещении или на площадке, где установлен трансформатор. В зависимости от этого внешний воздух содержит разное количество влаги. Эта влага при повышенных температурах может частично смешиваться с маслом, ухудшая его охлаждающие возможности. Одновременно ухудшаются и условия изоляции агрегата, поскольку влага – хороший проводник электричества. Таким образом, данный гель обеспечивает безопасность функционирования трансформатора.

Разновидности и характеристики

Рассматриваемый абсорбент представляет собой полупрозрачный стеклообразный материал, который содержит хлорид кобальта. Эта соль имеет большой удельный вес, и является точным индикатором влаги в объёме, где она находится. Вещество выпускается в виде шариков или гранул, которые в исходном состоянии имеют синий цвет, характерный для большинства химических соединений кобальта.

Когда продукт, засыпанный в нужном количестве, соприкасается с влагой, его цвет постепенно изменяется с тёмно-синего вначале на светло-синий, а затем – на розовый. Это является визуальным признаком поглощения силикагелем влаги из воздуха. Такое изменение цвета сигнализирует пользователю о том, что вещество требует замены.

Контрастное изменение цвета очень удобно для текущего контроля влажности в резервуаре с трансформаторным маслом.

Гораздо реже встречается продукт с шариками оранжевого цвета; при накапливании в них влаги цвет шариков становится тёмно-зелёным.

Важно! На эффективность работы вещества цвет влияния не оказывает.

Эксплуатационные характеристики силикагеля – геля кремниевой кислоты, иногда с добавлением трёхокиси алюминия – определяются ГОСТ 5936-76:

  1. Насыпная плотность, г/дм3 – 400…720.
  2. Механическая прочность, %, не ниже – 80.
  3. Влагоёмкость, % – 9…30.
  4. Потери при сушке, %, не более – 10.

С целью эффективного улавливания пыли или грязи сапун оборудуется масляной чашкой, в которой происходит осаждение механических частиц, имеющихся в воздухе. Правильно отрегулированный воздухоосушитель обычно работает с точкой росы не менее -35°C.

Как производится замена

Силиконовый (или поликарбонатный) сапун трансформатора конструктивно очень прост. В ёмкость следует засыпать силикагель, после чего подсоединить сапун к выходному отверстию трансформатора при помощи трубки. Масло в уплотнительной чашке действует как барьер между кристаллами/гранулами вещества и воздухом, при условии, что проток воздуха через сапун с силикагелем мал или отсутствует.

Когда существует достаточная разница между давлением внутреннего и наружного воздуха, уровень масла изменяется до тех пор, пока нижняя граница не достигнет края перевернутой чашки. Затем воздух перемещается из отсека высокого давления в отсек низкого давления сапуна. И то, и другое происходит, когда масло действует как фильтр с сердечником, удаляя пыль из наружного воздуха.

Перед заполнением сапуна абсорбентом выполняются следующие операции:

  1. Очистка внутренней полости.
  2. Тщательное высушивание.
  3. Контроль уровня масла в масляной чашке.
  4. Проверка работы соединительных трубок для воздуха.

Проверку выполняют при выключенном трансформаторе.

Требующееся количество силикагеля определяется объёмом основного бака трансформатора, а также количеством трансформаторного масла в агрегате.

Использованный абсорбент может быть реактивирован путем нагревания в тонкостенной открытой ёмкости (или вентилируемом шкафу) при температуре от 150 до 200°С в течение двух-трех часов, критерием пригодности вещества к применению является восстановление первичного цвета продукта.

Периодичность замены в осушителе

Сроки замены абсорбента сложно предсказать из-за множества переменных, связанных с погодой и нагрузкой на оборудование. Визуальный контроль цвета, описанный выше – один из чаще всего применяемых способов. Вторым считается использование так называемых самовосстанавливающихся сапунов. Они представляют собой более дорогие, но и более удобные устройства, включающие в себя нагреватель, обеспечивающий автоматическую регенерацию продукта.

Нагрев начинается, когда датчики инфракрасных волн фиксируют изменение цвета вещества. Регенерацию производят обычно тогда, когда трансформатор выключен или работает в режиме минимальной мощности. Такие сапуны изолированы от масляного бака, оснащены устройствами дистанционного оповещения и могут работать в течение многих лет, предусматривая только незначительные ежегодные проверки.

Встроенные элементы управления позволяют воздухоосушителям управлять параметрами влажности. Частота, которая нужна для полной регенерации силикагеля, настраивается на определённые интервалы – от 2 до 20 дней. Доступны также опции, форсирующие цикл регенерации, если относительная влажность в воздухе становится чрезмерной.

По желанию потребителя самовосстанавливающиеся сапуны оснащаются также дополнительными нагревателями. Это полезно, если температуры окружающего воздуха достигают -300С.

Самовосстанавливающиеся сапуны работают лишь с химически чистым маслом. Для остальных ситуаций периодичность замены абсорбента устанавливается согласно ПТЭ §35-27: 1 раз в четыре года.

Изоляционные трансформаторные масла для электрических трансформаторов | Энергия и мощность | Промышленный

Что такое трансформаторное масло

?

Трансформаторное масло используется для изоляции высоковольтной электрической инфраструктуры, такой как трансформаторы, конденсаторы, переключатели и автоматические выключатели. Трансформаторные масла предназначены для эффективной работы при очень высоких температурах, охлаждения, изоляции и остановки коронных разрядов и дуги.

Трансформаторные масла окружают сердечник и обмотки трансформаторов, предотвращая окисление, коррозию и снижение эффективности проводки и изоляции на основе целлюлозы. Обладая превосходной диэлектрической прочностью, химической стабильностью и теплопроводностью, трансформаторные масла циркулируют между сердечником и радиаторами, снижая температуру инфраструктуры.

Какова температура трансформаторного масла

?

Вместо измерения максимальной температуры для измерения эффективности и производительности, повышение температуры трансформаторов используется в качестве ориентира, при этом более низкие стандарты повышения температуры лучше справляются с перегрузками.

Трансформаторы, заполненные жидкостью, имеют стандартный подъем 55 ° C или 65 ° C, исходя из максимальной средней температуры 40 ° C. Однако внутри трансформатора могут существовать более горячие точки. Это означает, что максимальная средняя рабочая температура трансформаторов, заполненных жидкостью, составляет 105 ° C. Изоляция обмотки обычно рассчитана на 220 ° C.

Если вы не уверены в норме превышения температуры трансформаторного масла, обратитесь к документации или свяжитесь с производителем.

Какое химическое название

имеет трансформаторное масло?

Трансформаторные масла

бывают самых разных типов, поэтому не существует единого химического названия для всех масел.Большинство из них состоит из органических соединений, включая парафины, нафтены, олефины, ароматические соединения, а также натуральные и синтетические сложные эфиры, хотя иногда также используются масла на основе силикона и фторуглеродов.

Что такое

БДВ трансформаторного масла?

BDV трансформаторного масла различается в зависимости от типа масла и его состояния. BDV означает напряжение пробоя и используется для измерения диэлектрической прочности трансформаторного масла. Чем выше значение, тем меньше загрязнений.

Минимальные значения напряжения пробоя обычно находятся в пределах 30-40 кВ, в зависимости от уровня влажности масла — чем больше влаги, тем ниже напряжение пробоя.

Если вы не уверены в пробивном напряжении трансформаторного масла, обратитесь к документации или свяжитесь с производителем.

Трансформатор

сорт масла

Трансформаторные масла классифицируются в соответствии с международными стандартами, такими как IEC 60296. В них обычно существует ряд классов, определяющих использование трансформаторных масел, присадки, самые низкие температуры включения холодного пуска (LCSET) и многое другое.Свяжитесь с нашими экспертами, чтобы узнать больше о конкретных марках трансформаторных масел TotalEnergies.

Что такое трансформаторные масла

TotalEnergies?

Трансформаторные масла

TotalEnergies используются в маслонаполненных электрических трансформаторах, защищая их компоненты от поломки и перегрева в чрезвычайно горячих и высоконагруженных условиях.

Предотвращая короткое замыкание и снижая износ, они снижают затраты на масло, техническое обслуживание и замену, оптимизируя работу электрического оборудования и обеспечивая стабильность сети.

Изоляционные трансформаторные масла для электротрансформаторов TotalEnergies включают:

  • Isovoltine II — Неингибированные, отслеженно-ингибированные и ингибированные нафтеновые минеральные масла.
  • Isovoltine P — Ингибированные и парафиновые минеральные масла со следами ингибиторов.
  • Isovoltine Bio — Биоразлагаемые масла на основе высокоэффективных синтетических сложных эфиров.
  • Isovoltine Bio VE — Биоразлагаемые масла на основе высокоэффективных натуральных сложных эфиров.

Почему следует выбирать трансформаторные масла

TotalEnergies?

Энергетические сети и энергосистемы работают постоянно, независимо от того, обеспечивают ли они электроэнергией для бизнеса или дома. Трансформаторы являются ключевой частью этой энергетической инфраструктуры, но они должны быть изолированы смазочными материалами, чтобы они работали правильно и не перегревались из-за проходящих через них экстремальных напряжений.

Смазочные материалы для промышленных трансформаторов премиум-класса

TotalEnergies обеспечивают эту защиту, охлаждая компоненты трансформатора, такие как сердечник и обмотки, изолируя их. Это гарантирует защиту от износа и коррозии, а также от опасного перегрева и разрушения материалов трансформатора.

Клиенты также могут воспользоваться услугами поддержки TotalEnergies, чтобы максимально использовать их трансформаторные масла, включая ANAC, службу анализа масла, которая помогает предприятиям выявлять аномалии в производственных цепочках для повышения производительности и производительности. Все части наших предложений энергии и мощности.

Трансформаторные масла Totalenergies

Ключевые особенности и преимущества

Изоляционные масла

TotalEnergies расширяют границы производительности благодаря следующим характеристикам и преимуществам:

  • Превосходная изоляционная способность — защита компонентов и обеспечение безопасности рабочих мест и персонала.
  • Высокая стойкость к окислению — Увеличивает срок службы масла и компонентов.
  • Очень высокая температура воспламенения — Повышение пожарной безопасности для защиты персонала и оборудования.
  • Уменьшает образование осадка — Сокращение периодичности технического обслуживания.
  • Превосходные изоляционные свойства — для защиты компонентов и снижения затрат на замену.
  • Содержит ингибиторы — для обеспечения стойкости к окислению.
  • Без серы — Уменьшение коррозии.
  • Высокий уровень чистоты — снижение температуры и улучшение коэффициента мощности.
  • Превосходные охлаждающие свойства — Благодаря отличной текучести и теплопередаче.
  • Доступны биоразлагаемые масла — для минимизации воздействия на окружающую среду.
  • Высокое напряжение пробоя диэлектрика
  • Высокое объемное сопротивление
  • Высокое межфазное поверхностное натяжение
  • Без полярных веществ

Трансформаторные масла TotalEnergies пользуются спросом в промышленных и коммунальных предприятиях по всему миру. Для получения дополнительной информации о том, как они могут защитить ваше энергетическое оборудование, свяжитесь с нашими специалистами.

Transformer Oil Maintenance

Трансформаторное масло — это масло на минеральной основе, которое обычно используется в трансформаторах благодаря своим химическим свойствам и диэлектрической прочности. Это масло в вашем трансформаторе действует как изолятор и охлаждающий агент. Со временем масло разлагается, что может привести к неисправностям и дорогостоящему ремонту. При правильной программе профилактического обслуживания вы можете избежать дорогостоящих простоев и дорогостоящего ремонта.
  • Качество масла

  • Качество трансформаторного масла влияет на его изоляционные и охлаждающие свойства.При нормальных условиях эксплуатации минимальное ухудшение качества масла происходит из-за окисления и загрязнения. Их кратко можно описать следующим образом:
    1. Окисление — это кислота, которая образуется в масле при контакте с кислородом. Кислота образует осадок, который оседает на обмотках трансформатора, что снижает тепловыделение. Обмотки нагреваются, создавая больше шлама, который, в свою очередь, создает еще больше тепла. Высокое содержание кислоты и повышенные температуры ускорят ухудшение изоляционных качеств масла, и, если его не обработать, приведут к выходу трансформатора из строя.

    2. Загрязнения, обычно встречающиеся в трансформаторном масле, включают воду и твердые частицы. Присутствие любого из этих загрязнителей снизит изоляционные качества трансформаторного масла.

    Тестирование
    Тестирование трансформаторного масла должно быть частью вашей ежегодной программы профилактического обслуживания. Тестирование масла поможет определить, когда требуются корректирующие меры. Первоначальное тестирование установит базовую линию для сравнения, а ежегодное тестирование выявит любые внутренние изменения вашего трансформатора.
    Следующие 5 частей теста являются минимальным требованием ежегодной программы технического обслуживания:

    1. Пробой диэлектрика: Электрическая прочность — это мера напряжения, от которого масло будет изолировать. Многие загрязнения проводят электричество лучше, чем масло, что снижает пробой диэлектрика.

    2. Нейтрализация / Кислотное число: Этот тест измеряет уровень осадка, вызывающего присутствие кислоты в масле.

    3. Межфазное натяжение: этот тест определяет присутствие полярных соединений.Это может указывать на окислительные загрязнения или порчу материалов трансформатора. т.е. краска, лак, бумага.

    4. Цвет: Цвет масла указывает на качество, старение и наличие загрязнений.

    5. Содержание воды: Используется для определения количества воды, присутствующей в масле, в частях на миллион. Присутствие воды в масле снижает диэлектрическую прочность.

    Тест анализа растворенных газов (DGA) — еще один полезный инструмент в рамках вашей программы технического обслуживания.Исследование газов, присутствующих в масле, может помочь определить, есть ли в трансформаторе неисправности, включая искрение, коронный разряд или перегретые соединения.

    Результаты проведенных тестов помогут определить, когда требуются дальнейшие действия. Предварительно определенные пределы для этих испытаний должны быть установлены в зависимости от класса напряжения и кВА вашего трансформатора. Любые проведенные тесты, показывающие результаты, выходящие за рамки заданных параметров, указывают на необходимость дальнейшего исследования. Тенденция к снижению результатов ваших тестов с течением времени также требует дальнейшего тестирования и оценки результатов.

    Если для вашего трансформаторного масла требуются меры по исправлению положения, в дополнение к предыдущему испытанию требуется недавний анализ ПХД. Если результат тестирования печатной платы составляет менее 2 частей на миллион, в большинстве случаев может быть проведена утилизация вашего масла на месте. Если содержание масла составляет более 2 частей на миллион, но менее 50 частей на миллион, масло можно отправить на предприятие по переработке, а ваш трансформатор можно залить новым или переработанным маслом. Любой анализ ПХБ с результатами более 50 ppm требует особого обращения.

    Восстановительная обработка
    Если качество вашего масла упало ниже приемлемого уровня, необходимо принять решение о замене или утилизации существующего масла.Часто быстрое ухудшение качества масла в трансформаторе указывает на то, что требуется дополнительная обработка как самого трансформатора, так и масла.

    Восстановление имеющегося у вас масла может быть выполнено на месте с ограниченным временем простоя. Вы можете восстановить масло до новых характеристик масла с помощью комбинации процедур, включая очистку земли и дегазацию. Если уровни некоторых загрязняющих веществ значительно высоки, может быть более экономически целесообразным заменить масло, а не регенерировать его.

    Следует проявлять упреждающий подход, если трансформаторное масло имеет высокое содержание кислоты. Любой осадок, образованный кислотой, необходимо вымыть из трансформатора горячим маслом, чтобы удалить осадок. Вы можете сэкономить на расходах, если регенерируете масло на ранних стадиях накопления кислоты, до образования отложений, поскольку масло будет дольше сохранять свое качество при нормальных условиях эксплуатации.

    Рекультивация нефти с высоким содержанием кислоты включает обработку земли Фуллером для удаления кислоты и твердых частиц и дегазацию для удаления газов и воды.Этот процесс также исправит кислотное число и цвет.

    Трансформаторное масло может удерживать частицы воды во взвешенном состоянии в зависимости от температуры масла. Если масло находится в точке насыщения, вероятно, на дне трансформатора есть свободная вода. Диэлектрическая прочность масла снижается из-за присутствия в масле воды, поэтому рекомендуется дегазация масла. Если содержание воды особенно велико, следует рассмотреть возможность высыхания горячего масла. Хотя это и обходится дороже, чем дегазация, это также удалит всю воду, которая может находиться в сборке сердечника и змеевика.

    Если вы решили заменить масло в трансформаторе, можно использовать новое или переработанное масло. Если бак трансформатора может создавать вакуум, его следует заполнять под вакуумом в соответствии с рекомендациями производителя. Если бак не выдерживает вакуума, масло следует дегазировать в трансформаторе и прокачать через дегазатор, в три раза превышающий объем трансформатора. Это поможет удалить влагу из изоляции трансформатора.

    Новое масло часто требует дополнительной дегазации для удаления воздуха и влаги, добавленных во время транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ.Это увеличит ожидаемый срок службы масла в трансформаторе.

    Забота об окружающей среде
    Минеральное изоляционное масло — ценный ресурс, который можно многократно перерабатывать и возвращать в исходное состояние. Использование нового качественного переработанного масла или регенерация существующего масла позволяет избежать истощения невозобновляемых ресурсов и может быть гораздо более рентабельным, чем замена новым маслом.

    Программа профилактического обслуживания трансформатора имеет как экономические, так и экологические преимущества.Отказ трансформатора может привести к значительным затратам на очистку окружающей среды и значительным затратам на замену или ремонт.

    Зачем масло в трансформаторе?

    Трансформаторы заполнены маслом по двум причинам:

    Охлаждение

    Обмотки трансформатора отводят отходящее тепло, которое необходимо удалить. Трансформаторное масло поглощает это тепло от обмоток и отводит его наружу трансформатора, где оно может рассеиваться в наружный воздух.

    Возможно изготовление трансформатора с воздушным охлаждением. Они используются там, где пролитие изоляционного масла является недопустимой опасностью. Т.е. для внутренних подстанций, где масло может быть пожароопасным. Сухие трансформаторы обычно дороже маслонаполненных трансформаторов.

    Изоляция

    Все части, которые могут находиться под разным напряжением, должны быть изолированы друг от друга.

    В оборудовании с воздушной изоляцией (без масла) вокруг всех токоведущих частей должны быть оставлены достаточные зазоры для предотвращения пробоя по воздуху.В качестве альтернативы для всех токоведущих частей потребуется сплошная изоляция (дорого).

    Масло — лучший изолятор, чем воздух, поэтому зазоры можно уменьшить. Это делает оборудование намного более компактным.

    В серийно выпускаемых трансформаторах используется как твердая, так и жидкая изоляция. Для обмоток используется плотная бумажная изоляция, где важна компактность. Масляная изоляция используется для покрытия всех частей, не имеющих твердой изоляции. Масло также проникает в бумагу и заполняет воздушные зазоры, улучшая качество бумажной изоляции.

    Трансформаторные масла

    Полихлорированный бифенил (ПХБ) раньше был предпочтительной изоляционной жидкостью. Обладает идеальными инженерными свойствами — это отличный изолятор, высокая теплопроводность и т. Д. К сожалению, он еще и очень токсичен. Как и асбест, он сейчас запрещен, а очистка / утилизация существующего оборудования, заполненного ПХБ, — это постоянные расходы.

    Большинство трансформаторов в настоящее время заполнено минеральными маслами того или иного типа. Эти масла специально разработаны для применения. Есть несколько разных типов, и все они не смешиваются! При доливе масла в существующий трансформатор требуется некоторая осторожность при выборе правильного масла.

    Также можно заправлять трансформаторы маслами на растительной основе (опять же, специально разработанными для данной области применения). Заявленные преимущества: меньшая опасность возгорания, лучшая адсорбция влаги, экологичность. Это стоит немного дороже, чем минеральное масло, поэтому обычно доступно как «специальная опция», а не по умолчанию.

    Почему трансформаторное масло используется в трансформаторе и его типах.

    Сердечник-катушка трансформатора пропускает высокое напряжение и ток. Окружающая конструкция изолирована от сердечника-катушки. Определенное расстояние поддерживается от сердечника-катушки, которое называется «электрический зазор». Кроме того, окружающая среда остается электрически изолированной (диэлектрической), поэтому заряд не может проходить через эту среду.

    Если в качестве окружающей диэлектрической среды используется воздух, электрический зазор должен быть большим. Таким образом трансформатор становится большим и громоздким. Кроме того, при больших нагрузках, например, в условиях неисправности, воздух может потерять свои диэлектрические свойства, становясь ионизированным или электропроводящим.С другой стороны, как диэлектрические, так и охлаждающие свойства жидкого минерального или трансформаторного масла намного выше, чем у воздуха. Таким образом, для компактной конструкции трансформаторное масло является лучшим выбором в качестве диэлектрической среды трансформатора.

    Что такое диэлектрик

    Диэлектрический материал (или, вкратце, диэлектрик) — это электрический изолятор, который может поляризоваться под действием приложенного электрического поля. Когда диэлектрик находится в электрическом поле, электрические заряды не проходят через материал.

    Почему трансформаторное масло используется в трансформаторе

    Минеральное масло, окружающее узел сердечник-катушка трансформатора, называется «трансформаторным маслом», которое повышает диэлектрическую прочность обмотки и предотвращает окисление сердечника. Улучшение диэлектрической проницаемости происходит потому, что масло имеет более высокую электрическую стойкость, чем воздух, и потому, что диэлектрическая проницаемость масла ближе к диэлектрической проницаемости изоляции.

    В результате нагрузка на изоляцию уменьшается, когда масло заменяет воздух в диэлектрической системе. Масло также поглощает тепло, находясь в контакте с проводниками, и переносит тепло к поверхности резервуара за счет самоконвекции.
    Таким образом, трансформатор, погруженный в масло, может иметь меньшие электрические зазоры и меньшие проводники для тех же значений напряжения и кВА.

    Сердечник трансформатора погружен в масло

    Сорта трансформаторного масла

    Ниже представлена ​​охлаждающая жидкость, которая используется в настоящее время.

    01. Высокотемпературные углеводороды

    Высокотемпературные углеводороды (HTHC), также называемые высокомолекулярными углеводородами. Эти охлаждающие жидкости классифицируются Национальным электрическим кодексом как «менее воспламеняющиеся», если их температура возгорания превышает 300 ° C. К недостаткам HTHC относятся повышенная стоимость и пониженная охлаждающая способность из-за более высокой вязкости, которая сопровождает более высокую молекулярную массу.

    02. Сложные эфиры

    Синтетические сложные эфиры используются в Европе, где
    наиболее важны высокотемпературная способность и биоразлагаемость, и их высокая стоимость может быть оправдана, например, в тяговых (железнодорожных) трансформаторах. Производители трансформаторов в США в настоящее время исследуют возможность использования натуральных сложных эфиров, полученных из
    масел из семян растений.

    Дополнительная литература

    Трансформаторное масло и вы в 2021 году

    Трансформаторное масло.Изоляционное масло. Как бы вы это ни называли, это высокотемпературное масло с высоким сопротивлением используется во многих вещах, которые удерживают наш современный мир на плаву. Конечно, знание — это половина дела, поэтому давайте поговорим о том, что делает это масло, как его производят и оценивают.

    Знание — сила, а трансформаторное масло необходимо для энергии. Одно это должно держать вас в курсе.

    Для чего используется трансформаторное масло?

    Помимо очевидного использования, которое находится в маслонаполненных трансформаторах, трансформаторное масло находит широкое применение в мире высоковольтного электричества.

    Помимо одноименного названия, он также используется в высоковольтных переключателях, некоторых конденсаторах и автоматических выключателях. Основные качества этих масел, а именно то, что они способны выдерживать экстремальные температуры и оставаться непроводящими, делают их подходящими для любых применений, требующих высокого напряжения.

    Общая идея заключается в том, что трансформаторное масло можно использовать для предотвращения некоторых проблем, которые возникают в любой ситуации с большим количеством электричества. К ним относятся базовая изоляция, предотвращение дугового разряда и предотвращение коронного разряда.

    Из чего делают трансформаторные масла?

    Трансформаторные масла претерпели несколько изменений с момента своего появления.

    Исходные трансформаторные масла состояли из полихлорированных бифенилов или ПХД. Хотя эти химические вещества имели желаемый профиль изоляции и термостойкости, быстро оказалось, что это является серьезной проблемой.

    ПХД не только токсичны, но и обладают способностью к биоаккумуляции. Они накапливаются в организме со временем, а это означает, что человека можно медленно отравить, находясь рядом с ним в течение длительного периода времени.Корпус просто не удаляет ПХД в разумной степени.

    Современное трансформаторное масло, с другой стороны, состоит из особого сорта минерального масла. В частности, масло, используемое в трансформаторах, обозначается как ASTM D3487 . Масло должно соответствовать этим стандартам, по крайней мере, для того, чтобы квалифицироваться как трансформаторное масло.

    Скрытые опасности прошлого

    Использование ПХД в прошлом для трансформаторного масла имеет неприятный побочный эффект.А именно, современный состав минерального масла полностью смешивается со старыми ПХБ. В более старом оборудовании это означает, что масло часто загрязнено токсичным соединением.

    Это довольно частое явление. К счастью, современные методы начали выяснять отношения. Существует множество скрубберов и других методов фильтрации, разработанных за последние несколько десятилетий и предназначенных для полного удаления ПХД.

    Это важное различие, особенно в областях, где масла, загрязненные ПХД, строго регулируются.В Калифорнии, например, содержание молекул ПХБ выше 5 ppm классифицирует масло как опасные отходы.

    Во многих странах продолжаются усилия как по утилизации нефти, так и по избавлению от любого загрязненного оборудования. В настоящее время продолжаются усилия, поскольку в прошлом использование ПХБ было очень распространенным явлением.