Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Трансформаторное масло гк

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

https://youtube.com/watch?v=Dlqt5oYaLJ4

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
892,51,5490,11238,14629,870:56,80866
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

https://youtube.com/watch?v=RiESUnU-bwo

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.

Свойства

Электроизоляционные свойства масел определяются в основном тангенсом угла диэлектрических потерь. Диэлектрическая прочность трансформаторных масел, в свою очередь, в основном определяется наличием волокон и воды, поэтому механические примеси и вода в таких маслах должны полностью отсутствовать .

Низкая температура застывания масел (-45°С и ниже) нужна для сохранения их подвижности в условиях низких температур. Для обеспечения эффективного отвода тепла трансформаторные масла должны обладать наименьшей вязкостью при температуре вспышки не ниже 95, 125, 135 и 150°С для разных марок.

Наиболее важное свойство трансформаторных масел — это их стабильность против окисления, то есть, способность сохранять свои параметры при длительной работе. Обычно все сорта таких отечественных масел содержат эффективную антиокислительную присадку.. Эксплуатационные свойства трансформаторного масла определяются его химическим составом, который зависит главным образом от химического состава сырья и применяемых способов его очистки

Применяемые марки трансформаторного масла отличаются химическим составом и эксплуатационными свойствами и имеют различные области применения. В новые масляные трансформаторы следует заливать только свежее трансформаторное масло, не бывшее в эксплуатации. Каждая партия трансформаторного масла, применяемая для заливки и доливки трансформаторов, должна иметь сертификат завода-поставщика масла. Свежее трансформаторное масло, поступающее с нефтеперерабатывающих предприятий, перед заливкой в силовые трансформаторы следует очистить от имеющихся механических примесей, влаги и газов.

Эксплуатационные свойства трансформаторного масла определяются его химическим составом, который зависит главным образом от химического состава сырья и применяемых способов его очистки. Применяемые марки трансформаторного масла отличаются химическим составом и эксплуатационными свойствами и имеют различные области применения. В новые масляные трансформаторы следует заливать только свежее трансформаторное масло, не бывшее в эксплуатации. Каждая партия трансформаторного масла, применяемая для заливки и доливки трансформаторов, должна иметь сертификат завода-поставщика масла. Свежее трансформаторное масло, поступающее с нефтеперерабатывающих предприятий, перед заливкой в силовые трансформаторы следует очистить от имеющихся механических примесей, влаги и газов.

Влага в трансформаторном масле может находиться в состоянии осадка, в виде эмульсии и в растворённом состоянии. Подготовленное для заливки трансформаторное масло полностью очищается от влаги, находящейся в эмульсионном состоянии и в виде отстоя. В растворённом состоянии влага не оказывает значительного влияния на электрическую прочность и тангенс угла потерь, однако способствует повышению окисляемости трансформаторного масла и снижению его стабильности . Поэтому достижение удовлетворительных значений пробивного напряжения и тангенса угла потерь трансформаторного масла не является окончательным критерием очистки.

При атмосферном давлении в трансформаторном масле может быть растворено 10 % воздуха. Перед заливкой в силовые трансформаторы, оборудованные азотной и плёночной защитой, трансформаторное масло должно быть дегазировано до остаточного газосодержания не более 0,1 % массы.

После очистки в масле должны отсутствовать механические примеси.

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

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.

Инструкция по эксплуатации трансформаторного масла

Во время работы негерметичного масляного трансформатора уровень масла снижается со временем: часть испаряется, часть уходит на забор проб для контроля качества. Поэтому доливайте периодически масло.

Важно! Порой от смешения свежего масла с эксплуатируемым, качество последнего ухудшается. Поэтому смешивайте масло только после подтверждения лаборатории

Эксплуатация масла в холодном климате

В холодных условиях на эксплуатацию масла сильно влияет температура застывания. Чем ниже опускается температура, тем гуще становится масло. Густое, оно хуже циркулирует в баке, соответственно и охлаждает трансформатор хуже. Нормы для t° застывания масла при температуре среды не ниже минус 20 °С – минус 35 °С для масляного выключателя и минус 45 °С для трансформатора. Для остальных областей температура застывания масла должна быть не выше минус 45 °С.

Берем пробы масла

  • Забор масла на анализ делайте только в сухую погоду, чтобы сырой воздух не попал в бак.
  • Проставьте на образце дату и место забора.
  • Доставьте масло на анализ в течение 7 дней.

Замедляем старение масла

Установите термосифонный фильтр. Масло тогда будет непрерывно восстанавливаться при прохождении через силикагель в фильтре. Плюс этого метода, что регенерация происходит прямо во время работы трансформатора.

Часто термосифонный фильтр дополняют азотной защитой – закачивают в бак и изоляцию вместо воздуха азот. В этом случае масло практически перестает окисляться и увлажняться.

Добавьте в масло специальные присадки против окисления – ВТИ-1. Это значительно замедлит процесс саморазрушения масла.

В трансформаторах с негерметичным масляным баком, масло рано или поздно теряет свойства. В этом случае можно его восстановить. Способов восстановления трансформаторного масла существует несколько. Подробнее о них мы расскажем в нашей следующей статье.

Мы надеемся, что наша статья поможет вам продлить срок службы вашего трансформаторного масла. Пускай ваше энергетическое хозяйство работает как часы.

Свойства

Электроизоляционные свойства масел определяются в основном тангенсом угла диэлектрических потерь. Электрическая прочность трансформаторных масел, в свою очередь, в основном определяется наличием волокон и воды, поэтому механические примеси и вода в таких маслах должны полностью отсутствовать.

Низкая температура застывания масел (−45°С и ниже) нужна для сохранения их подвижности в условиях низких температур. Для обеспечения эффективного отвода тепла трансформаторные масла должны обладать наименьшей вязкостью при температуре вспышки не ниже 95, 125, 135 и 150°С для разных марок.

Наиболее важное свойство трансформаторных масел — это их стабильность против окисления, то есть способность сохранять свои параметры при длительной работе. Обычно все сорта таких масел содержат эффективную антиокислительную присадку.. Эксплуатационные свойства трансформаторного масла определяются его химическим составом, который зависит главным образом от химического состава сырья и применяемых способов его очистки

Применяемые марки трансформаторного масла отличаются химическим составом и эксплуатационными свойствами и имеют различные области применения. В новые масляные трансформаторы следует заливать только свежее трансформаторное масло, не бывшее в эксплуатации. Каждая партия трансформаторного масла, применяемая для заливки и доливки трансформаторов, должна иметь сертификат завода-поставщика масла. Свежее трансформаторное масло, поступающее с нефтеперерабатывающих предприятий, перед заливкой в силовые трансформаторы следует очистить от имеющихся механических примесей, влаги и газов.

Эксплуатационные свойства трансформаторного масла определяются его химическим составом, который зависит главным образом от химического состава сырья и применяемых способов его очистки. Применяемые марки трансформаторного масла отличаются химическим составом и эксплуатационными свойствами и имеют различные области применения. В новые масляные трансформаторы следует заливать только свежее трансформаторное масло, не бывшее в эксплуатации. Каждая партия трансформаторного масла, применяемая для заливки и доливки трансформаторов, должна иметь сертификат завода-поставщика масла. Свежее трансформаторное масло, поступающее с нефтеперерабатывающих предприятий, перед заливкой в силовые трансформаторы следует очистить от имеющихся механических примесей, влаги и газов.

Влага в трансформаторном масле может находиться в состоянии осадка, в виде эмульсии и в растворённом состоянии. Подготовленное для заливки трансформаторное масло полностью очищается от влаги, находящейся в эмульсионном состоянии и в виде отстоя. В растворённом состоянии влага не оказывает значительного влияния на электрическую прочность и тангенс угла потерь, однако способствует повышению окисляемости трансформаторного масла и снижению его стабильности. Поэтому достижение удовлетворительных значений пробивного напряжения и тангенса угла потерь трансформаторного масла не является окончательным критерием очистки.

При атмосферном давлении в трансформаторном масле может быть растворено 10 % воздуха. Перед заливкой в силовые трансформаторы, оборудованные азотной и плёночной защитой, трансформаторное масло должно быть дегазировано до остаточного газосодержания не более 0,1 % массы.

После очистки в масле должны отсутствовать механические примеси.

Свойства и характеристики трансформаторного масла

Трансформаторное масло представляет собой сложную смесь, чем оно, собственно, и отличается от других диэлектриков. Свойства этой смеси постоянно меняются, поэтому для оценки качества продукта необходимо значительно больше отличительных особенностей, чем в случае веществ с простой структурой.

Условно все свойства масла могут быть разделены на три группы. К группе основных физико-химических свойств относятся температура вспышки, температура застывания, вязкость, удельный вес, натровая проба, содержание смол и др. Они определяются главным образом видом исходного сырья и практически не подвержены или трудноподвержены улучшению.

Также существует ряд характеристик, которые должны быть отнесены к числу основных, но меняются в ходе эксплуатации и поэтому могут использоваться для контроля процесса старения или количества загрязнений в масле. Это такие свойства масла, как зольность, цвет и запах.

Свойства, контролирующие стабильность и степень старения новых масел – это кислотное число, реакция водной вытяжки, стабильность масла при искусственном  окислении, а также некоторые электрические характеристики, например, диэлектрические потери.

К свойствам, контролирующим чистоту масла, относятся преимущественно электрические характеристики, самой важной из которых является пробивное напряжение. Также сюда относятся наличие механических примесей, присутствие угля и воды

Методы регенерации (очистки) индустриального масла:

Физические методы очистки масла позволяют удалять из масел твердые частицы загрязнений, микрокапли воды и частично – смолистые и коксообразные вещества, а с помощью выпаривания – легкокипящие примеси. Масла обрабатываются в силовом поле с использованием гравитационных, центробежных и реже электрических, магнитных и вибрационных сил, а также фильтрование, водная промывка, выпаривание и вакуумная дистилляция. К физическим методам очистки отработанных масел относятся также различные массо- и теплообменные процессы, которые применяются для удаления из масла продуктов окисления углеводородов, воды и легкокипящих фракций.

Отстаивание является наиболее простым методом очистки масла, он основан на процессе естественного осаждения механических частиц и воды под действием гравитационных сил. В зависимости от степени загрязнения топлива или масла и времени, отведенного на очистку, отстаивание применяется либо как самостоятельно, либо как предварительный метод, предшествующий фильтрации или центробежной очистке. Основным недостатком этого метода является большая продолжительность процесса оседания частиц до полной очистки, удаление только наиболее крупных частиц размером 50-100мкм.

Фильтрация – процесс удаления частиц механических примесей и смолистых соединений путем пропускания масла через сетчатые или пористые перегородки фильтров. В качестве фильтрационных материалов используют металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткани, бумагу, композиционные материалы и керамику. Во многих организациях эксплуатирующих СДМ реализован следующий метод повышения качества очистки моторных масел – увеличивается количество фильтров грубой очистки и вводится в технологический процесс вторая ступень – тонкая очистка масла.

Центробежная очистка масла осуществляется с помощью центрифуг и является наиболее эффективным и высокопроизводительным методом удаления механических примесей и воды. Этот метод очистки основан на разделении различных фракций неоднородных смесей под действием центробежной силы. Применение центрифуг обеспечивает очистку масел от механических примесей до 0,005% по массе, что соответствует 13 классу чистоты по ГОСТ 17216-71 и обезвоживание до 0,6% по массе.

Физико-химические методы очистки масла нашли широкое применение, к ним относятся коагуляция, адсорбция и селективное растворение содержащихся в масле загрязнений, разновидностью адсорбционной очистки является ионно-обменная очистка.

Основные технические характеристики трансформаторного масла ГК

Среди химических составляющих, наиболее существенным является характеристика стабильности трансформаторного масла против окисления. Чем дольше масло сохраняет исходные параметры при длительной эксплуатации, тем выше его стабильность, надежность, полезные свойства и тем меньше его негативное воздействие на детали и общее рабочее состояние оборудования.

Практически все сорта эксплуатируемых трансформаторных масел ингибированы антиокислительной ионоловой присадкой, известной так же, как 2,6-дитретичный бутилпаракрезол. Присадки используются для продления периода без окисления. Их эффективность основана на способностях к взаимодействию с активными пероксидными радикалами, которые образуются при цепной реакции окисления углеводородов и являются основными ее носителями.

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

https://youtube.com/watch?v=l0DLzZq9D4I

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.

Установки для регенерации трансформаторного масла от компании GlobeCore

Для регенерации трансформаторного масла используется оборудование GlоbeCоre СММ-Р. Оно осуществляет регенерацию масла, на включенном или выключенном  трансформаторе.

Передовые установки СММ-Р компании GlobeCore  отличаются своей экономичностью, экологичностью и мобильностью.

GlobeCore установки восстанавливают все эксплуатационные характеристики диэлектрического масла. Масло используется дальше, и устраняется проблема его замены и утилизации. А также,  продлевается срок службы твердой изоляции и трансформаторов.

В отличие от аналогичного оборудования, установки GlobeCore СММ-Р используют сорбент Землю Фуллера, с уникальными фильтрующими и отбеливающими способностями. Установки GlоbeCоre могут быть использованы рядом с трансформатором, что значительно сокращает расходы на транспортировку масла.

Установка регенерации трансформаторного масла СММ-Р

Оборудование использует непрерывный процесс регенерации трансформаторного масла при помощи специальных фильтров и адсорбции. Когда сорбент насыщается, система автоматически переключается из режима переработки масла на реактивацию сорбента и обратно, когда процесс реактивации завершен. Система состоит из металлических колонн, заполненных сорбентом. Сорбент в колоннах поглощает влагу и продукты окисления из циркулирующего масла.

GlobeCore производит оборудование, которое обеспечивает эксплуатационные характеристики трансформаторного масла.

GlоbeCоre оборудование очищает, сушит и дегазирует не только трансформаторные масла, но индустриальные, турбинные и гидравлические масла.

Поэтому, GlоbeCоre оборудование  пользуется широкой популярностью в более чем 70 странах мира.

Особое внимание следует обратить на оборудование регенерации трансформаторного  масла GlоbeCоrе. В ходе процесса регенерации масла, свойства диэлектрического масла восстанавливаются до исходных значений и останавливается  процесс старения

В ходе процесса регенерации масла, свойства диэлектрического масла восстанавливаются до исходных значений и останавливается  процесс старения.

Это позволяет предприятиям продлить срок службы масла в трансформаторах  высокого напряжения. Таким образом, предприятия могут избежать значительных финансовых затрат на покупку большое количество нового масла.

Состав масла ГК

Немаловажно рассказать о том, какие вещества используются для производства такого продукта. Именно уникальный состав обеспечивает полноценную защиту специальному оборудованию

В качестве основных компонентов можно выделить такие:

  1. Базовая основа – продукты нефтеперегонки.
  2. Ингибиторы. Применяется ионол, который может дополняться аминами разного типа. При избытке присадки понижается степень диэлектрических свойств у продукта.
  3. Пассиваторы. Вещества снижают степень антиокисления. Используются полифенолы, алкилфениламины. Из недостатков можно отметить предрасположенность к образованию суспензии.
  4. Депрессанты. Обычно вводятся бензофенол, дифенил или антрахинон. Улучшают потоковые свойства масла.

При сбалансированном составе, срок службы смазки может достичь 30 лет. Если все условия эксплуатации сохраняются, то раз в год вещество можно не менять. Главное контролировать процесс загрязнения смазки.

Зарубежные производители

Дефицит высококачественных масел заставляет Украину и Казахстан завозить этот продукт из Швеции. Запорожский завод выпускает трансформаторы, изначально залитые шведскими маслами производства фирмы Nynas (марки Nytro10X и Nytro11GX). В их состав входит 0,3% антиокислительной присадки ДБПК. Nytro10X превосходит отечественные трансформаторные масла по стабильности против окисления и присутствии электрического поля. А марка Nytro11GX находится на уровне с ними.

Базовым сырьем для производства трансформаторного масла в Швеции является венесуэльская нефть. Она содержат мало сернистых соединений и твердых парафинов. В результате и масло, получаемое с венесуэльских нефтей, обладает лучшими низкотемпературными свойствами, чем масла ГК, Т-1500У.

На отечественном рынке присутствуют масла австрийской фирмы «Технолол» (Technol-2000). Их производят путем кислотной очистки из специальных нафтеновых австрийских нефтей.

Эта же фирма с целью восстановления показателей бумажной изоляции маслонаполненного оборудования предлагает применять специальные масла Регенол.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации