Для чего нужно масло в трансформаторе

Для преобразования амплитуды переменного напряжения с сохранением частоты используют статические устройства, работа которых основана на принципе электромагнитной индукции. Силовые трансформаторы служат необходимым звеном электрических высоковольтных подстанций, поскольку передача тока большой мощности на расстояние нуждается в его преобразовании. Зачем нужно масло в трансформаторе, его функции:

• охлаждение агрегата необходимо для предотвращения его перегрева, обеспечения стабильной работы;
• отвод генерируемого тепла от обмоток, других частей к теплообменникам для поддержания работоспособности;
• предупреждение появления электрических разрядов, пробоев, коротких замыканий благодаря изоляционным характеристикам маслопродукта;
• сдерживание реакций окисления, приводящих к изменению состава, нарушению химической стабильности, поломкам системы;
• продление периода эксплуатации.

Масло в трансформаторе служит для надёжной и безопасной работы установок при условии, если его показатели качества отвечают установленным нормам.

Какое масло используется в трансформаторах

На выбор конкретного типа масляной жидкости влияют условия применения. Существуют различные виды трансформаторного масла:

• Минеральные являются продуктом перегонки очищенной сырой нефти, обладают прекрасными изолирующими и теплопроводными свойствами. Мешающим фактором служит сера, некоторые другие вредные примеси. Выпускают их для стандартных условий эксплуатации.
• Синтетические получают путём химического синтеза, они стоят дороже минеральных аналогов, характеризуются стабильностью показателей, лучшей способностью к изоляции. Однако, у них ниже устойчивость к низким температурам и шлакообразованию. Подходят для экстремальной работы, при продолжительных интервалах между заменами изолирующей субстанции.
• Биоразлагаемые производятся, к примеру, из растительного масла, они легко разлагаются в случае разгерметизации, протечек, хорошо охлаждают и изолируют. Однако, применение сдерживает высокая стоимость и особый подход к использованию: с ними работают в зонах с особыми требованиями к экологии (оздоровительные лагеря, здравницы, заповедники, санатории, прочее).

Назначение масла в силовых трансформаторах только тогда реализуется в полной мере, когда выполняется важное требование: заливка того типа масла, который подходит к условиям эксплуатации конкретного оборудования.

Состав качественного трансформаторного масла

Для заполнения масляного трансформатора (ТМ) используют очищенную фракцию нефти. Продукт получают перегонкой природного углеводорода и совокупность его компонентов во многом зависит от состава сырья и степени его очистки. В сложно компонентную смесь обычно входят (в %):

• парафины (10 ‒ 15) плохо проводят электричество, придают электрическую прочность, повышают химическую стойкость, температуру вспышки;
• нафтены (60 ‒ 70) препятствуют старению маслопродукта;
• углеводороды ароматического ряда (15 ‒ 20) защищают от частичных электрических разрядов;
• асфальто-смолистые вещества (1 ‒ 2) плохо влияют на изоляционные характеристики, образуют осадок при окислении;
• соединения сернистые (до 1.0), азотистые (менее 0.8) способствуют повышению вероятности развития коррозионных процессов;
• нафтеновые кислоты не более 0.02;
• присадки-антиокислители (0.2 ‒ 0.5) используют для продления сроков службы ТМ.

Предельно-допустимые значения показателей качества зависят от категории электрооборудования (напряжение, мощность), различаются для маслопродукта до и после его заливки, нормы указаны в соответствующих ГОСТ, СТО, РД, т.д.

Ниже в таблице приведены основные рекомендуемые нормативные параметры:

На что обращают внимание при выборе изолирующего жидкого материала ТМ:

• основные показатели качества: теплоёмкость, вязкость, отсутствие или минимальное количество вредных добавок, электрическая прочность, температура вспышки и застывания, стабильная устойчивость к окислению, химический состав, наличие влаги;
• климатические условия (по классам): 1 кл. ─ южные местности, температура застывания масла ниже -30°C, 2 ─ север с Т заст. до -45°C, 3 кл. ─ менее -60°C;
• соответствие техническим характеристикам агрегата, его спецификации, требованиям экологической безопасности.

Кроме того, важным аспектом является подбор подходящей марки. Кроме известных зарубежных серий Mobil, Shell, спросом пользуются и представители отечественной промышленности:

• Т-1500У подходит для маслонаполненных энергетических установок до 750 кВ, для выключателей электровозов; содержит минимум серных соединений;
• ГК используют для отвода тепла и для электроизоляции высоковольтных ТМ (более 500 кВ), реакторов; производят из сернистой парафинистой нефти, в высокой степени устойчиво к окислению;
• ВГ относится к изолирующим материалам высокой степени очистки с антиокислительной присадкой ионолом, его заливают в измерительные и силовые трансформаторные агрегаты напряжением до 1150 кВ;
• ТКп подходит для понижения температуры до -45°C, охлаждает установки средней и малой мощности, хорошо гасит электродуговые разряды, основой служит малосернистая нефть;
• АГК аналогично по свойствам марки ГК, более приспособлено к эксплуатации в низкотемпературной среде;
• ТСп делают из западносибирской нефти с высоким содержанием серы, востребовано в основном для электроустановок с напряжением ниже 220 кВ;
• МВТ подходит для работы в Арктике, характеризуется невысокой вязкостью при критических плюсовых и минусовых температурных показателях.

Отбор пробы масла из трансформатора

Жидкая фракция в маслонаполненном трансформаторе изменяет свои свойства из-за различных факторов: контактирование с воздушной средой, солнечными лучами, воздействие температуры, электричества. Чтобы электрооборудование работало дольше, регулярно проводят анализ масла трансформатора. Техническое обслуживание ТМ включает также периодичность проверки масла в трансформаторе. Отобранная проба говорит об исправности агрегата, о необходимости его ремонта и замене охлаждающего маслопродукта в зависимости от его состояния. Кроме этого, оценивает соответствие объема масла в трансформаторе установленным отметкам.

Особенности отбора масла из трансформатора

Проведение данной процедуры выполняет обученный персонал в соответствии с разработанной на предприятии инструкцией по заранее утверждённой методике. Порядок проведения операции зависит от особенностей электрооборудования и должен включать следующие обязательные действия:

• использовать специально предназначенные для этих целей ёмкости или стеклянные сосуды с герметичной крышкой;
• обмотать банку алюминиевой фольгой;
• не допускать попадания внутрь сосуда загрязняющих примесей, влаги, окислителей;
• обозначить на этикетке время, дату, место отбора;
• применять для забора специнструмент; стеклянный шприц после нельзя трясти, нужно исключить загрязнение и контакт с водой, быстро поместить в герметично закрываемую тару;
• избегать контакта отобранной жидкости с воздухом.

Пробы для испытания масла отбирают зимой и летом в сухую погоду, чтобы минимизировать конденсацию влаги.

Если не удаётся сразу доставить отобранный образец в испытательную лабораторию, то его приходится хранить, при этом применяют необходимые меры защиты. Перед отправкой соблюдают следующие условия:

• хранение при комнатной температуре, в темноте;
• использование специально предназначенной тары;
• соблюдение сроков, не превышающих недели со дня отбора.

При этом надо помнить, что чем быстрее будет проанализирована отобранная субстанция, тем достовернее будут результаты. Поэтому семь дней это крайний срок, чем быстрее, тем лучше.

Сроки и периодичность взятия проб масла из трансформатора

Проверка жидкого содержимого ТМ проводится регулярно, согласно утверждённого графика. Сроки зависят от типа устройства и условий эксплуатации. Чаще это происходит дважды в год. При возникновении проблемы, сотрудник осуществляет незапланированный отбор. Периодичность испытания масла в силовых трансформаторах приведена ниже в таблице.

Для продления срока службы масляной субстанции делают следующее:

• устанавливают термосифонный фильтр, исполняющий восстановительные функции;
• закачивают в агрегат вместо кислорода азот, что позволяет избежать окисления;
• вносят антиокислительные добавки.