Трансформаторное масло Характеристики трансформаторного масла

Масло в трансформаторах и реакторах используется в качестве охлаждающей среды и изоляции.

Трансформаторное масло подразделяется:

- на свежее сырое (без присадок или стабилизированное присад­кой) в том виде, в каком оно поставляется заводом:

- регенерированное;

- чистое сухое (свежее сырое или регенерированное масло либо смесь этих масел после подсушки);

- эксплуатационное (показатели которого соответствуют нормам на масло, находящегося в эксплуатации с момента ввода в экс­плуатацию до момента слива на регенерацию);

- отработавшее (у которого после некоторого периода эксплуа­тации показатели не соответствуют нормам на эксплуатационное масло).

Цвет масла у большинства масел светло-желтый. Темный цвет свежего масла характеризует отклонения в технологии его изго­товления на заводе. Цвет масла используется для ориентировоч­ной оценки его качества.

Механические примеси — нерастворенные вещества, содержа­щиеся в масле в виде осадка или в взвешенном состоянии. Это – волокна, пыль, продукты растворения в масле компонентов, при­меняемых в конструкции трансформатора (лаков, красок и т.п.). Другие примеси появляются в масле после внутренних поврежде­ний трансформатора (электрической дуги, мест перегревов) в виде обуглившихся частиц. По мере старения в масле накапливается шлам, который, осаждаясь на изоляции, ухудшает ее диэлектри­ческие свойства.

Влагосодержание как показатель состояния масла тщательно контролируется в эксплуатации. Ухудшение этого показателя сви­детельствует о потере герметичности трансформатора или интенсивном старе­нии изоляции под воздействием значительных температур.

Температура вспышки масла характеризует степень его испаря­емости. В эксплуатации она постепенно увеличивается за счет улету­чивания легких фракций. Температура вспышки для обычных транс­форматорных товарных масел колеблется в пределах 130... 150 °С, а для арктического масла от 90 до 115 °С и зависит от упругости их насыщенных паров. В отношении пожарной безопасности большую роль играет температура самовоспламенения – это температура, при которой масло при наличии воздуха над поверхностью загорается самопроизвольно без поднесения пламени, температура самовосп­ламенения трансформаторных масел составляет 350...400°С.

Кислотное число масла – это количество едкого кали (КОН), выраженного в миллиграммах, необходимое для нейтрализации свободных кислот в 1 г масла. Этот показатель характеризует сте­пень старения масла, о чем свидетельствует появление в нем кис­лотных соединений. Кислотное число не должно превышать 0,05 мг КОН на 1 г масла.

Водорастворимые кислоты и щелочи, содержащиеся в масле, сви­детельствуют о его низком качестве. Они могут образовываться в процессе изготовления масла при нарушении технологии произ­водства, а также в процессе эксплуатации в результате его окис­ления. Эти кислоты вызывают коррозию металла и ускоряют ста­рение изоляции.

Стабильность проверяется в эксплуатации при получении партий свежего масла путем проведения его искусственного ста­рения (окисления) в специальных аппаратах. Стабильность масла характеризует его долголетие, т.е. срок службы, и определяется двумя показателями — процентным содержанием осадка и кис­лотным числом.

Температура застывания проверяется для трансформаторных масел, работающих в северных районах. Это наибольшая темпера­тура, при которой масло застывает настолько, что при наклоне пробирки под углом 45° его уровень в течение 1 мин остается неизменным. Недопустимое повышение вязкости масла из-за сни­жения температуры окружающего воздуха может стать причиной повреждения подвижных элементов конструкции трансформато­ра (маслонасосов, РПН), а также ухудшает теплообмен, что при­водит к перегреву и старению изоляции (особенно витков) токоведущих частей трансформатора.

Газосодержание масла в герметичных трансформаторах должно соответствовать нормам. Измерение суммарного газосодержания производится с помощью хроматографа. Косвенно по этому пока­зателю определяется герметичность трансформатора. Повышение содержания газа (в том числе воздуха) в масле приводит к ухуд­шению его свойств.

Плотность определяется для расчета массы поступившего на пред­приятие масла. Она характеризует содержание ароматических угле­водородов.

Вязкость характеризует подвижность масла при температурных колебаниях в трансформаторе. Из-за ухудшения вязкости наруша­ется теплообмен в трансформаторе, ускоряется старение изоля­ции.

При смешении масел различных марок в любых от­ношениях они не образуют смесей с отрицательными свойствами, т. е. между их компонентами не происходит образования новых хи­мических и межмолекулярных связей. На практике перед смешени­ем различных масел необходимо проверять их пробной смеси, чтобы убедиться, что этот показатель не превосходит нормируе­мых значений.

Как правило, в новые или прошедшие капитальный ремонт трансформаторы заливается свежее или восстановленное (отвеча­ющее всем требованиям) трансформаторное масло.

Эксплуатация трансформаторного масла

Состояние масла в трансформаторе характеризует состояние самого трансформатора, поэтому при эксплуатации систем электроснабжения производят надзор за состоянием масла.

При эксплуатации трансформатора под влиянием температуры и воздействия кислорода воздуха трансформаторное масло теряет свои первоначальные свойства. Происходит полимеризация масла, т.е. явления старения и окисления масла. Старение масла сопровождается выпадением шлама, который заполняет каналы между витками и слоями обмоток, служащие для циркуляции и охлаждения масла.

Эксплуатационные свойства масла определяются его химическим составом, который зависит главным образом от качества сырья и применяемых способов его очистки при изготовлении.

Для заливки трансформатора рекомендуется применять масло определенной марки. Однако допускается при соблюдении ряда условий производить заливку трансформаторов смесью масел.

Каждая партия масла, применяемая для заливки и доливки, должна иметь сертификат предприятия-поставщика, подтверждающий соответствие масла стандарту. Для масла, прибывшего вместе с трансформатором, соответствие стандарту подтверждается записью в паспорте трансформатора. Состояние трансформаторного масла оценивается по результатам испытаний, которые в зависимости от объема делятся на три вида:

- испытание на электрическую прочность, включающее определение пробивного напряжения, качественное определение наличия воды, визуальное содержание механических примесей;

- сокращенный анализ, включающий кроме названных выше определение кислотного числа, содержание водорастворимых кислот, температуры вспышки и цвета масла;

- испытание в объеме полного анализа, включающие в себя все испытания в объеме сокращенного анализа, а также определение , натровой пробы, стабильности против окисления, количественное определение влагосодержания и механических примесей.

Методика испытания масла оговорена соответствующими стандартами (ГОСТ 6581-75, 6370-83, 1547-84, 6356-75).

В процессе эксплуатации трансформаторное масло периодически должно проверяться. Периодичность испытаний должна быть такой, чтобы своевременно выявить недопустимое ухудшение характеристик масла, вызванное воздействием температуры, повышенных напряженностей поля, содержащегося в масле кислорода, контактирования с металлами, а также воздействием случайных или непредусмотренных явлений (нарушение технологии изготовления, присутствие посторонних примесей и др.).

Трансформаторное масло, находящееся в эксплуатации должно подвергаться испытаниям в следующие сроки: из трансформаторов работающих с термосифонными фильтрами не реже 1 раза в 5 лет и после капитального ремонта; из трансформаторов мощностью 400 кВ∙А и более, работающих без термосифонных фильтров не реже 1 раз в 2 года. Внеочередное взятие пробы масла для анализа должно производиться при появлении признаков внутреннего повреждения трансформатора (выделение газа, внутренние посторонние шумы и др.).

При сокращенном анализе эксплуатационное трансформаторное масло должно удовлетворить следующим нормам:

- кислотное число - не более 0,05 мг КОН на 1 г масла;

- реакция водной вытяжки - нейтральная, допускается содержание водорастворимых кислот не более 0,014 мг КОН на 1 г масла для трансформаторов мощностью более 630 кВА, для трансформаторов мощностью до 630 кВА не определяется;

- механические примеси - отсутствие;

- падение температуры вспышки в трансформаторах - не более 5°С от первоначальной;

- электрическая прочность - пробивное напряжение не ниже: 20 кВ - для аппаратов напряжением до 15 кВ; 25 кВ - для аппаратов напряжением 15...35 кВ; 35 кВ – для аппаратов напряжением 60...220 кВ.

Тангенс диэлектрических потерь масла трансформаторов и вводов - не более 6% при 90°С ; температура застывания - не выше - 45°С.

Качество масла проверяется путем периодического отбора проб и их лабораторного анализа. Пробу для испытания отбирают в сухие чистые стеклянные банки вместительностью 1 л с притертыми пробками, на которых укрепляют этикетки с указанием оборудования, даты, причины отбора, а также лица, отобравшего пробу. При взятии пробы открывают спускной вентиль в нижней части трансформатора, дают стечь небольшому количеству масла, чтобы смыть грязь у входного отверстия вентиля, и только после этого набирают в банку примерно 0,75 л масла для испытания на пробой и 1.5 л для сокращенного химического анализа. Если при лабораторном анализе будут обнаружены более низкие показатели качества масла по сравнению с установленными нормами, принимаются меры по восстановлению утерянных маслом свойств очисткой, осушкой и регенерацией.