Сколько нужно трансформаторного масла для масляного выключателя

Назначение трансформаторного масла

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.

В трансформаторах электрического типа масло используется как диэлектрик и биоразлагаемое нетоксичное топливо, поэтому:

• отводит тепло;
• обеспечивает изоляцию между обмотками;
• препятствует короткому замыканию, выходу трансформаторов из строя;
• охлаждает установку;
• не повредит озоновый слой;
• обеспечит безупречную теплопередачу и диэлектрическую прочность трансформатору;
• воспрепятствует образованию дуги в переключателях.

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.

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:

• изоляцией;
• гасителем электронной дуги.

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.

Характеристики трансформаторного масла

Самые важные характеристики масла:

• кислотное число – показывает, сколько едкого калия в миллиграммах нужно, чтобы нейтрализовать все свободные кислоты;
• реакция водной вытяжки – показывает, сколько в масле нерастворимых кислот, в норме этот показатель нейтральный;
• вязкость – от нее зависят охлаждающие свойства;
• температура вспышки – при ней пары масла воспламеняются под действием открытого огня;
• содержание механических примесей и взвешенного угля;
• пробивное напряжение – максимальное напряжение, при котором масло выполняет изолирующие свойства и предохраняет изоляцию обмоток от пробоя.

Данные жидкости должны быть сопоставимы с условиями эксплуатации электрического оборудования:

• кислотное число с указанием едкого калия (мг) для нейтрализации свободных кислот;
• вязкость, за счет которой масло обладает охлаждающими свойствами;
• температура вспышки, когда пары жидкости воспламеняются от источника открытого огня;
• реакция водной вытяжки с обозначением количества нерастворимых кислот в масле;
• пробивное напряжение и при максимальном уровне масла не допустит пробоя у изоляции обмотки;
• зольность, указывающая на качество промывки свежего масла, ведь иначе могут оставаться частицы мыла, солей;
• содержание серы, которой также не должно оставаться после переработки сырой нефти.

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.

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.

Часто специалисты при выборе вязкости масла идут на компромисс. При расчетах используют такие понятия, как динамическая, кинематическая, удельная вязкость.

Состав и свойства

Трансформаторное масло – минеральный жидкий диэлектрик со сложной структурой и формулой. В состав входят:

• парафины, циклопарафины;
• молекулы углеводородов;
• асфальт смолистые компоненты;
• серные, азотные соединения;
• нафтеновые кислоты;
• антиоксидантные добавки.

Свойства масла полностью зависят от сорта, параметров исходной фракции нефти. Основные:

• подвижность в условиях эксплуатации при температуре застывания -45 градусов и ниже;
• отсутствие воспламенения при температуре вспышки ( 90 150гр);
• неприспособленность к окислению, хотя ингибированное трансформаторное масло может окисляться под воздействием пероксидных радикалов;
• нетоксичность, неспособность нанести вред озоновому слою;
• вязкость, хотя в норме не должно быть слишком вязким (28 до 30 мм2/с при t 20 градусов);
• теплопроводность (0,09 до 0,14 Вт/(м×К));
• диэлектрическая проницаемость (2,1 до 2,4).

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.

Откуда берутся примеси в масле?

Примеси в масле появляются из-за растворения в нем краски, лака и изоляции. Если возникает электрическая дуга при нарушении изоляции – то в масле появляются частички угля. Кроме того, в нем выпадает со временем осадок в виде шлама – это продукты распада самого масла.

Из-за механических примесей нарушается работа масляного трансформатора и выключателей. Примеси понижают электрическую прочность масла, поэтому изолированные ранее друг от друга части трансформатора перекрываются.

Со временем масло меняет цвет. Это происходит из-за нагрева, выпадения осадка и загрязнения смолами. В негерметичных моделях трансформаторов это неминуемый процесс. Поэтому мы рекомендуем брать масло на анализ не реже одного раза в три года.

После короткого замыкания в масляных выключателях с большим объемом масло дополнительно проверяют на содержание взвеси угля.

Если ваш трансформатор регулярно подвергается воздействию высокой температуры и влажности, проверяйте качество масла чаще раза в три года.

кислотное число — не более 0,05 мг КОН на 1 кг масла;

реакция водной вытяжки — нейтральная;

механические примеси — без видимых примесей;

падение температуры вспышки — не более 5 °С от изначальной;

взвешенный уголь — отсутствие в трансформаторном масле, незначительное количество — в выключателях;

электрическая прочность для трансформаторов напряжением до 10 кВ — не ниже 20 кВ/мм;

плотность при 20 °С — 0,84—0,89 г/см3;

удельное объемное сопротивление равно 1014—1015 Ом-см при 20 °С;

tg5 при 20 °С — не более 2 %, при 70 °С — не более 7 %;

зольность — не более 0,005 %.

Инструкция

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.

В ходе эксплуатации необходимо:

• избегать частого перегрева масла;
• периодически процеживать, вводить в состав противоокислительные присадки;
• очищать от шлаков, воды;
• предотвращать прямые контакты масла с атмосферой, устанавливая внутрь расширители для поглощения кислорода.

Свежее, полностью очищенное масло прослужит до 25 лет. Хотя очищать, регенерировать при эксплуатации важно минимум через 5 лет.

Действие инструкции распространяется на случаи применения выше указанных масел на местах монтажа трансформаторов у потребителей, а так же при доливке масел в трансформаторы при ревизиях и осмотрах.

Не бывшими в эксплуатации следует считать масла, поступающие потребителям непосредственно от предприятий-изготовителей или баз хранения масла, а также масла, залитые в трансформаторы на предприятиях-изготовителях, но не бывшие в работе.

Заливку масла в трансформаторы проводят:

• для трансформаторов типа ТМ через верхнюю пробку расширителя. б) для трансформаторов типа ТМЗ через выхлопную трубу расположенную на крышке трансформатора на стороне НН. Доливку трансформатора маслом произвести в такой последовательности:
• через верхнюю пробку расширителя долить в трансформатор масло до уровня, соответствующего температуре масла во время заливки по шкале маслоуказателя. Для доливки можно использовать масло, подвергнутое полному химическому анализу. Перед доливкой масло должно быть проверено пробой;
• ослабить пробку термосифонного фильтра и гайки вводов для выхода воздуха; в) после появления масла в отверстиях пробок последние завернуть до уплотнения. Настоящая инструкция распространяется на случаи смешивания товарных трансформаторных масел, не бывших в эксплуатации, показатели которых соответствуют требованиям по ГОСТ 10121 или равноценное. Пробивное напряжение заливаемого в трансформатор масла должно быть не менее 35 кВ при его определении по ГОСТ 6581.