какое масло заливают в трансформаторы 110 кв
Трансформаторное масло
Невозможно представить современный мир без электричества, над его выработкой круглосуточно трудятся тысячи электростанций по всей планете. Силовые трансформаторы, предназначенные для распределения электричества, являются одним из самых важных элементов любой электростанции.
Для надежной, а главное, безопасной работы трансформаторов применяется трансформаторное масло, которое обеспечивает электрическую изоляцию и предохраняет от перегрева.
Сфера применения
Трансформатор предназначен для изменения напряжения переменного тока. В современной электротехнике используются различные конструкции силовых трансформаторов, отличающиеся друг от друга.
Во всех моделях трансформаторов присутствует неизменный элемент – это обмотки, или катушки.
Именно они выделяют тепло, которое должно отводить трансформаторное масло.
И именно витки катушек нуждаются в максимальной изоляции.
Эти две проблемы и решает масло.
Состав
Масла для трансформаторов на 100% минеральные. Они производятся из очищенной нефти путем ее перегонки; нефть для этого кипятится при температуре от 300 до 400 градусов Цельсия.
Свойства конечного продукта зависят от географического происхождения нефти.
Масла различаются по своему составу и рабочим характеристикам.
Требования, предъявляемые к трансформаторному маслу, довольно высоки.
Основными критериями для определения качества смазки, являются:
Марки
Масла для трансформаторов эксплуатируются в различных условиях, подчас, достаточно сложных: при отрицательных температурах в Арктике, или, наоборот – при очень высоких в странах с жарким климатом.
Трансформаторы на морских нефтяных платформах также функционируют в экстремальных режимах.
Для разных условий эксплуатации существуют разные виды трансформаторных масел. Разница рабочих качеств обусловлена различными технологиями их изготовления, а технологии подбираются в зависимости от исходного сырья, т.е. нефти.
Основной принцип следующий: чем выше напряжение, с которым работает трансформатор, тем более жесткие требования предъявляются к маслу.
Различные марки масел представлены, в основном, российскими, шведскими и австрийскими производителями. Зарубежные аналоги чаще всего незначительно превосходят российские по качеству, поскольку требования к показателям масел за рубежом более жесткие. Их стоимость относительно высока.
Марка ТСП
Производят из нефти, добытой в западной части Сибири. Качество этой марки не слишком высокое, не рекомендуется использовать его в агрегатах мощностью свыше 220 кВ. Марка ТКп вырабатывается из нефти, имеющей малую сернистость. Рассчитано на напряжения до 500 кВ.
Российские масла Т750 и Т1500
К примеру, производятся устаревшими методами, при их изготовлении используется серная кислота, в результате в маслах содержится довольно много серы.
Но для оборудования, напряжение которого не превышает 500 кВ, эти масла вполне подходят, а при дополнительной обработке могут заливаться и в технику, рассчитанную до 750 кВ.
Масло марки ГК
Также российского производства, производится по более современной технологии гидрокрекинга. Применение каталитической гидропарофинизации придает ей высокие гидроизоляционные свойства, что позволяет эксплуатировать масла этой марки на оборудовании с мощностью до 1150 кВ. Масло ВГ устойчиво к окислению, производится из парафинистой нефти.
Отличные изоляционные свойства позволяют использовать в технике, рассчитанной на очень высокие напряжения.
Масло АГК
Относится к классу арктических масел и характеризуется стабильной работой при низких температурах. Его малая вязкость рассчитана на эксплуатацию при отрицательных температурах. Подходит для оборудования с высшими классами напряжения.
Марка МВТ
Применяется для использования в северных широтах. Помимо малой вязкости, имеет низкую температуру застывания, а также низкую температуру вспышки.
Шведская компания Nynas производит масла марок Nitro10X и Nitro11GX
Обе марки производятся из венесуэльской нефти, которая содержит очень мало твердых парафинов и сернистых соединений. Масла, изготовленные из этого сырья, превосходят российские по низкотемпературным свойствам.
Mobil из США выпускает масло Mobilect 44N
Производят из техасских нафтеновых нефтей, в которых тоже низкий уровень парафинов и серы. Благодаря добавлению присадок, у масла хорошие низкотемпературные и антиокислительные показатели.
Помимо перечисленных компаний, выпуском трансформаторных масел занимаются Shell (Нидерланды), Technol (Азербайджан), British Petroleum (Великобритания) и многие другие, а количество марок трансформаторного масла очень велико.
Трансформаторные масла имеют множество параметров и показателей, поэтому подбор нужной марки с подходящим составом – задача для неспециалиста очень сложная. В результате неверного выбора высока вероятность выхода из строя дорогостоящего оборудования. К тому же, трансформаторы – устройства с высоким напряжением, так что вполне возможны и человеческие жертвы.
Поэтому к выбору смазки необходимо отнестись очень серьезно, права на ошибку здесь нет.
Помимо правильного выбора, необходим постоянный контроль за состоянием масла. При соблюдении этих условий производители гарантируют долгую и надежную работу трансформаторов.
Какое масло заливать в трансформатор?
Как правило, информацию о свойствах и технических критериях трансформаторного масла ищут садовые товарищества. На их участке располагается трансформаторная подстанция, которая естественно, требует качественного обслуживания.
Oil mixing (смешивание масел) должно совершаться исключительно профессионалами. Всё, что разрешается во время эксплуатации – это лишь доливать или выполнять полную замену трансформаторного масла.
Технические характеристики масла для трансформаторов
Категорически важно заливать в силовой трансформатор исключительно новые масла, которые до этого момента ещё не находились в эксплуатации. Дело в том, что именно масло обеспечивает возможность беспроблемной эксплуатации электрического оборудования.
Существует несколько классов трансформаторного масла. Отличаются они друг от друга возможностью применения в различных климатических поясах. Классы: I, II, III.
I класс масла для силовых трансформаторов с успехом может быть использован только в южных районах. II – в северных, а III класс применяется исключительно в арктических районах. Оно не замерзает даже при экстремально низких температурах.
Вязкость масла – это важнейший критерий, который всегда должен поддерживаться, несмотря на окружающую среду.
Как выполняется заливка трансформатора?
Суть в следующем – при помощи специального оборудования выполняется закачка масла в трансформатор. При этом скорость не превышает 3 т/ч. Сложность процедуры заключается в том, что температура не должна быть ниже 10 градусов.
Однако подобная температурная характеристика имеет место быть, разве что в трансформаторах до 110 кВ. Если напряжение работы электротехнического оборудования достигает 500 кВ, температура заправки масла – 50 градусов.
При этом не стоит забывать об остаточном давлении, которое должно сохраняться внутри трансформатора. Контроль уровня осуществляется либо при помощи дополнительных маслоуровней, либо при помощи расширительного бачка, если он имеет место быть.
В видео будет продемонстрирована полная методика обслуживания силового траснформатора:
Назначение и технические характеристики трансформаторного масла, состав и свойства
Силовые высоковольтные трансформаторы работают под мощным напряжением, обеспечивая электричеством целые города и предприятия. Установки иннервируют много тепла. В процессе эксплуатации накапливают в себе продукты горения, вредные примеси. Если их не удалять вовремя, то электрические контакты будет утрачены, а медная проводка – расплавится. Значит, к трансформаторному изоляционному маслу – неотъемлемой составляющей и жидкому диэлектрику выдвигаются повышенные физические, химические, технические и эксплуатационные требования.
Добывают рабочую жидкость за счет перегонки очищенной сырой нефти с подачей температуры вскипания до 400 гр. На выходе получается масло с определенными свойствами, зависящими от изначально используемой нефти.
Назначение трансформаторного масла
Электрооборудование (трансформаторы, конденсаторы, кабели) с работой под высоким напряжением быстро сломаются и выйдут из строя, если их не заливать рабочим маслом. Его основное предназначение — изоляция токоведущих обмоток. Также жидкость:
Обмотка — играет в трансформаторе защитную функцию. Окружающее ее масло в резервуаре защищает от износа и выхода из строя. За счет конвекции поднимается вверх по трубе бака, охлаждается и вновь опускается вниз. Так циркулирует постоянно по мере нагревания.
Справка! Масло в резервуаре тушит вспыхнувшую дугу в случае пробоя обмотки. Это бессменный диэлектрик, заглушающий шум работы трансформатора, снижающий степень вибрации. Только благодаря масляной среде не происходит распространения электрического заряда.
Электрические трансформаторы
В трансформаторах электрического типа масло используется как диэлектрик и биоразлагаемое нетоксичное топливо, поэтому:
Заметка! Если мощность силового трансформатора – 50-500 кВА, то используется бумажно-масляная изоляция (пропитанная маслом изоляционная бумага). При мощности агрегата 20-30 кВА применимы сварные стальные конструкции в виде трубчатого бака, куда и помещается магнитопровод с обмотками. Между ними и маслом создается теплоотдача с хорошим коэффициентом теплопроводности, высокой точкой кипения. Рабочая жидкость не проводит электричество и не допустит короткого замыкания в системе.
Контактные группы выключателей
Выключатели на высоковольтных подстанциях подают электроэнергию в города, на промышленные предприятия. Их размеры соизмеримы с небольшим домом с работой под напряжением — 200 300000 Вт, силой тока до 50000 А.
Масло в выключателях служит:
Если возникнет электрическая дуга в случае замыкания контактов, то ситуация буквально за несколько циклов приведет к их разрушению. Если внутрь трансформатора залить свежее масло, то искрения попросту не произойдет.
Состав и свойства
Трансформаторное масло – минеральный жидкий диэлектрик со сложной структурой и формулой. В состав входят:
Свойства масла полностью зависят от сорта, параметров исходной фракции нефти. Основные:
Справка! Свойства масла может искажать воздействие высокой температуры, контакты с воздухом, лучами солнечного света и токами короткого замыкания. Нельзя допускать влияния данных факторов, иначе повысится кислотность, снизится электрическая прочность оборудования в случае разрушения изоляционной обмотки.
На свойства масла напрямую влияет тангенс угла диэлектрических потерь, поэтому недопустимо наличие волокон воды, жидкости, механических примесей в масле. Степень свежести нефтяного изоляционного масла для выключателей и трансформаторов должна соответствовать международным стандартам. Если из нефтяного дистиллята при очищении будут полностью устранены не углеводородные включения, то в результате ингибирования ионолом в разы повысится стабильность трансформаторного масла.
Технические характеристики
Данные жидкости должны быть сопоставимы с условиями эксплуатации электрического оборудования:
Справка! Серные соединения — химический элемент, провоцирующий коррозию и сопротивление контактов в переключателях.
Плотность
От плотности зависит качество, рабочие характеристики масла. Среднее значение при t +20 градусов — 900 кг/м3. По мере повышения температуры — снижается. При 0гр составляет 892 кг/м3.
Плотность — важный физический показатель масла, но полностью зависит от исходного сырья.
Коэффициент вязкости
Вязкость влияет на процессы теплообмена в наполненном агрегате маслом. Лучше, если этот показатель будет занижен для повышенной передачи тепла из обмоток.
Справка! По поводу вязкости трансформаторного масла нередко у специалистов возникают споры. Какое выбрать для заливки в электрическое оборудование? Высокая вязкость повышает электроизоляционные характеристики масла, низкая — отлично охлаждает. В целом вязкость должна зависеть от определенной температуры при работе агрегата. Силовые трансформаторы – тяжелые, габаритные. Вязкость — незаменимая часть при проведении экспертизы рабочей жидкости. Выявляется средний показатель, чтобы функциям.
Часто специалисты при выборе вязкости масла идут на компромисс. При расчетах используют такие понятия, как динамическая, кинематическая, удельная вязкость.
Динамический
Коэффициент вязкости измеряется вискозиметром Энглера (в градусах). Рассчитывается по эмпирическим формулам с учетом силы подачи на твердый шарик в жидкости:. η = f/6ПrVk, где:
Справка! Вязкость в градусах Энглера – время, которое необходимо для израсходования масла (200 мл при t+ 50 градусов). Полученное время при расчетах делится на время истечения, объем дистиллированной воды (200 мл) при t+20 градусов.
Кинематический
Коэффициент, который получается при делении динамической вязкости на плотность трансформаторной жидкости.
Определяется вязкость за счет вискозиметра Цинкевича. Средний параметр — 28х10-6 м2/с3. При повышенном значении улучшаются электроизоляционные свойства масла. Хотя охлаждающая способность – снижается.
Совет! При выборе вязкости масла стоит опираться на среднее значение.
Кислотное число
Параметр важен при проведении полного, сокращенного анализа трансформаторной жидкости. Определяется в мг КОН, необходимых для нейтрализации 1 г нефтепродукта
Кислотное число — нормируемый показатель, указывающий на:
Температура
Масло добывается из очищенной нефти путем доведения до кипения при t +300+400 градусов. Далее трансформаторная жидкость очищается.
Температура вспышки, застывания, кипения указывает на степень свежести масла, имеет важное значение в ходе проведения диагностики.
Вспышки
Вспышка — нагрев масла до температуры, когда в сочетании с воздухом образуется легковоспламеняющаяся смесь. Топливная жидкость при этом даже не успевает загореться.
Важно! Температура вспышки в норме — не выше + 135 г. В случае нагрева свыше t вспышки масло попросту загорится при поднесении спички.
Застывания
Под данным термином понимают масло, которое начинает застывать до такой степени, что в случай наклона пробирки под углом 45 градусов, попросту не стекает 1 минуту со стенок.
Температура застывания в масляных выключателях – важный параметр. Масло в охлажденном виде не должно застывать при t свыше 45 гр. Хотя все зависит от места заливки масла (выключатель, трансформатор), режима работы оборудования (на открытом воздухе, в закрытом помещении).
Кипения
Температура кипения в норме +300+400 градусов. Это заключительный этап, в ходе которого получают чистое трансформаторное масло после очистки от дистиллятов.
Удельная массовая теплоемкость
Измеряется по системе СИ для промышленного масла в Дж/кг. Высокая теплоемкость масла позволяет рассеивать тепло от разных участков циркуляции в оборудовании. Но это не постоянная величина. Полностью зависит от окружающей температуры.
Среднее значение теплоемкости для трансформаторного масла — 1.67-2.5 кДж / кг. Коэффициент в ходе экспериментов исчисляется специальным номографом.
Теплопроводность
Теплопроводность (0-120 градусов) изменяется по мере старения, накопления вредных компонентов, воды, механических примесей, газов в масле. Если значительно снижается, то в трансформаторе нарушается электроизоляционная среда и отвод тепла от нагревающего элемента.
Коэффициент теплопроводности (λ, Вт/(м’К) полностью зависит от температуры масла. Например, при 0 градусов составляет — 0,1123, при +120 градусов — 0,1022.
Объемное расширение
Показатель – ненормируемый, зависящий от температуры. При t +20 градусов равняется 0,856-0,886.
Несложно догадаться, что значение будет понижаться с повышением температуры и повышаться в случае охлаждения жидкости. При t +1 составляет 0,0007. При t +100 градусов объем расширения изменится на 7%.
Объемное расширение у трансформаторного масла предопределяется прибором Ареометром:
Важно! Силовые теплоагрегаты работают в диапазоне широких температур. Соотношение объема расширителя к объему масла должно быть на уровне 8-9%. Численный коэффициент для электроизоляционного масла в среднем равен 0,0007 на 1 ºС.
Критерий Прандтля
Физический показатель среды трансформаторного диэлектрика высчитывается по формуле: Pr = n/a = mcp/l:
Число позволяет определить физическую характеристику среды и ее термодинамическое состояние. Показатель будет изменяться при колебаниях температуры: 0 °C Pr = 866, 100 °C Pr = 43,9.
Масло в свежем виде – светло-желтое. По мере изнашивания изменяется на темно-коричневый оттенок.
Цвет – не основной параметр масла, но может отражать степень свежести.
Зольность
В процессе отработки масла неизбежно накапливаются мыла, соли. Даже незначительное их количество — показатель плохой промывки с оставлением нежелательного осадка.
Содержание серы
Масло добывается из сырой нефти, поэтому может оставаться частично серное соединение. Этот химический элемент провоцирует коррозию, усиление сопротивления контактов в переключателях.
Содержание серы (%) вычисляется с помощью медной пластины, помещенной в трансформаторное масло в ходе проведения диагностики.
Натровая проба
Метод для выявления степени качества трансформаторной жидкости. Насколько она очищена от примесей, мыла, солей.
Натровая проба указывает на стабильность масла к окислению. Если завышена, значит, в жидкости остались посторонние загрязнения даже после промывки.
Механизм вспышки и воспламенения
При вспышке масло попросту вспыхивает от высоких температур, воздействия источника огня. Определяется вспышка путем подачи самой низкой температуры. Специалисты при диагностике вычисляют:
Важно! Если t вспышки – низкая. Значит, в оборудовании имеются дефекты, провоцирующие образование воспламеняющих летучих фракций. Во избежание возникновения пожара и горения в трансформаторе температура воспламенения должна быть выше рабочей температурой агрегата. Если вспышка составляет 180 гр, то воспламенение должна быть не ниже 150.
По мере старения трансформаторное масло горит непрерывно, если конечно, произойдет воспламенение паровоздушной смеси после поднесения к пламени спички через 5-6 секунд. Температура воспламенения определяется после выявления вспышки. Дело в том, что смазочное масло начинает испаряться тогда, когда температура вспышки масла ниже температуры воспламенения на 60-70 гр.
Как проверяют
Показатели, по которым проверяют масло на свежесть:
Методы очистки
От чистоты трансформаторного масла зависит исправность работы изоляционной системы. Но в процессе эксплуатации рабочая жидкость стареет, загрязняется с накоплением продуктов распада, окислением посторонних примесей (кислород, вода, окислы металлов, спирты, альдегиды).
Отходы при оседании на изоляции:
Справка! Чистое изоляционное масло обеспечивает электрическую прочность системы до 80%, предотвращает окисление в ходе работе двигателя даже под действием высоких температур, не допускает серьезные поломки в системе изоляции.
Для очищения от загрязнений используются химические, физические, физико-химические способами (кислотная и ионообменная очистка, коагуляция, адсорбция, гравитация, фильтрация).
Центрифугирование
На центрифуге проводится предварительная очистка жидкости в случае выявления низкой электрической плотности ниже20 кВ. Масло очищается от механических примесей путем осушки с помощью вакуумных сепараторов с подачей температуры +50+60 градусов.
Фильтрование
Метод заключается в пропуске масло через фильтр-пресс производительностью до 3000 л/ час. Для фильтрации применимы:
Способ – простой, надежный. Хотя желательно сочетать 2-3 метода для восстановления и регенерации свойств загрязненного масла полностью.
Адсорбционная обработка
В рабочую жидкость добавляются адсорбенты, удерживающие вредные примеси на поверхности масла:
Вакуумная обработка
С помощью установки вакуума и отсасывания кислорода извлекаются:
Справка! Трансформаторное масло при отсутствии кислорода долго не портится.
Особенности эксплуатации
В ходе эксплуатации необходимо:
Свежее, полностью очищенное масло прослужит до 25 лет. Хотя очищать, регенерировать при эксплуатации важно минимум через 5 лет.
Марки
Самые востребованные эффективные марки трансформаторного масла от отечественных, зарубежных поставщиков.
Т-1500У
Масло со стойкой окислительной способностью. Используется в агрегатах до 500 кВт. В составе сера — до 0,3%.
Добывается из западносибирской нефти. Проходит селективную очистку и депарафинизацию. Может заливаться в агрегаты до 200 кВт мощностью, устойчиво к воздействию электрического поля высокого напряжения. Хотя не приспособлено к окислению сернистых соединений. Содержит воду до 0,6%.
Рабочая жидкость для заливки трансформаторное оборудование до 500 кВт. Изготавливается из нафтеновой нефти. Проходит контактную, кислотно-щелочное очистку.
Для заливки в оборудование высших классов под напряжение. Преимущества:
Добывается из парафинистой нефти.
Применение: масляные выключатели, арктические трансформаторы. Особенности: малая вязкость при любой температуре, низкая температура застывания и вспышки.
Mobil Mobilect 44 N
Подходит для заливки в:
Изготавливаются из нафтеновой нефти. В составе — малый коэффициент серы и парафинов. Отличительная особенность — наличие антиокислительных низкотемпературных свойств благодаря добавленным нейтральным присадкам.
Shell Diala
Добывается из ингибированных нефтяных фракций. Отличается повышенными эксплуатационными характеристиками. Это надежное масла на протяжении всего срока эксплуатации.
Синтетическое масло. Добавляется в электродвигатели погружных насосов. Оснащено присадками для повышения термо-окислительных свойств.
Масло устойчивая к образованию осадков, низким температурам. Доказало безупречную окислительную способность.
Понятие старения
Старение — необратимый процесс в трансформаторном масле, ведь по мере эксплуатации так или иначе попадает влага, продукты окисления. Начинает снижаться эксплуатационные, химические, физические свойства и передачи тепла. Перестает нормально работать трансформатор.
Стоит проводить профилактику, выявлять дефекты путем забора образцов масла для анализа.
Восстанавливаются свойства масла путем сушки, регенерации, очистки.
В масле накапливаются устойчивые продукты окисления: органические перекиси, вода, низкомолекулярные кислоты. Постепенно рабочая жидкость темнеет, мутнеет. Повышается зольность, кислотное число. На поверхности начинают плавать твердые продукты полимеризации, закупоривая охлаждающие каналы трансформатора.
Заменители
Заменителями масла – аналоги — нафтеновые парафины на биологической основе. Они ничем не уступают по свойствам, теплопередаче. Также устойчивы к окислению. Добываются при перегонке, температуре кипения + 300 400 градусов. Представляет собой очищенные фракции от нефти.
Варианты применения трансформаторного масла в быту
Жидкость применяется не только на промышленном оборудовании и силовых трансформаторах, но и в быту:
Сроки эксплуатации трансформатора и масла не связаны между собой напрямую. Однако, высоковольтная установка прослужит безотказно до 15 лет, если производить ежегодную очистку масла и регенерацию 1 раз в пять лет, выводить антиокислители, проводить фильтрацию, устанавливать антиокислительные присадки и расширители с фильтрами для выведения газов, поглощения воды и кислорода.