Transformatora eļļa — mērķis, pielietojums, īpašības

Transformatoru eļļa ir rafinēta eļļas frakcija, tas ir, minerāleļļa. To iegūst, destilējot eļļu, kur šī frakcija vārās 300 — 400 °C. Atkarībā no izejmateriāla kvalitātes transformatoru eļļu īpašības atšķiras. Eļļai ir sarežģīts ogļūdeņraža sastāvs, kura vidējā molekulmasa svārstās no 220 līdz 340 amu. Tabulā parādītas galvenās sastāvdaļas un to procentuālā daļa transformatoru eļļas sastāvā.

Transformatoru eļļas kā elektriskā izolatora īpašības galvenokārt nosaka vērtība dielektrisko zudumu tangenss… Tāpēc ūdens un šķiedru klātbūtne eļļā ir pilnībā izslēgta, jo jebkādi mehāniski piemaisījumi pasliktina šo rādītāju.

Transformatora eļļas izplūdes temperatūra ir no -45 ° C un zemāka, tas ir svarīgi, lai nodrošinātu tās mobilitāti zemas temperatūras darbības apstākļos. Eļļas zemākā viskozitāte veicina efektīvu siltuma izkliedi pat temperatūrā no 90 līdz 150 ° C uzliesmojumu gadījumā.Dažādu zīmolu eļļām šī temperatūra var būt 150 ° C, 135 ° C, 125 ° C, 90 ° C, ne zemāka.

Īpaši svarīga transformatoru eļļu īpašība ir to stabilitāte oksidējošos apstākļos; transformatora eļļai ir jāsaglabā nepieciešamie parametri ilgu darbības laiku.

Jo īpaši attiecībā uz RF, visas rūpnieciskajās iekārtās izmantotās transformatoru eļļas noteikti inhibē antioksidanta piedeva jonols (2,6-di-terc-butilparakrezols, pazīstams arī kā agidol-1). Piedeva mijiedarbojas ar aktīvajiem peroksīda radikāļiem, kas rodas ogļūdeņražu oksidācijas reakcijas ķēdē. Tādējādi inhibētajām transformatoru eļļām oksidācijas laikā ir izteikts indukcijas periods.

Eļļas, kas ir jutīgas pret piedevām, sākumā oksidējas lēni, jo inhibitors pārtrauc iegūtās oksidācijas ķēdes. Kad piedeva ir izlietota, eļļa oksidējas normālā ātrumā, tāpat kā bez piedevas. Jo ilgāks ir eļļas oksidācijas indukcijas periods, jo augstāka ir piedevas efektivitāte.

Liela daļa piedevas efektivitātes ir saistīta ar eļļas ogļūdeņražu sastāvu un oksidāciju veicinošu piemaisījumu, kas nav ogļūdeņraži, klātbūtni, kas var būt slāpekļa bāzes, naftas skābes un skābekli saturoši eļļas oksidācijas produkti.

Kad naftas destilāts tiek rafinēts, tiek samazināts aromātiskais saturs, tiek noņemti ieslēgumi, kas nav ogļūdeņraži, un galu galā tiek uzlabota ar jonu inhibētās transformatora eļļas stabilitāte. Tikmēr pastāv starptautisks standarts "Svaigu naftas izolācijas eļļu specifikācija transformatoriem un slēdžiem".

Transformatoru eļļa ir uzliesmojoša, bioloģiski noārdāma, gandrīz netoksiska un nenoārda ozona slāni. Transformatoru eļļas blīvums svārstās no 840 līdz 890 kilogramiem uz kubikmetru. Viena no svarīgākajām īpašībām ir viskozitāte. Jo augstāka viskozitāte, jo lielāka ir dielektriskā izturība. Tomēr normālai darbībai in jaudas transformatori un slēdžos eļļa nedrīkst būt ļoti viskoza, pretējā gadījumā transformatoru dzesēšana nebūs efektīva un automātiskie slēdži nespēs ātri izlauzt loku.

Šeit ir nepieciešams kompromiss attiecībā uz viskozitāti.Parasti kinemātiskā viskozitāte pie 20 °C, lielākā daļa transformatoru eļļu ir diapazonā no 28 līdz 30 mm2/s.

Pirms ierīces iepildīšanas ar eļļu eļļu attīra ar dziļu termisko vakuumapstrādi. Saskaņā ar šo vadlīniju dokumentu "Elektroiekārtu testēšanas darbības joma un standarti" (RD 34.45-51.300-97) gaisa koncentrācija transformatora eļļā, kas ielieta ar slāpekli vai plēvi aizsargātos transformatoros, noslēgtos mērtransformatoros un noslēgtās buksēs, nedrīkst jābūt lielākam par 0,5 (noteikts ar gāzu hromatogrāfiju), un maksimālais ūdens saturs ir 0,001 svara %.

Strāvas transformatoriem bez plēves aizsardzības un caurlaidīgām buksēm ūdens saturs ir pieļaujams ne vairāk kā 0,0025 masas%. Kas attiecas uz mehānisko piemaisījumu saturu, kas nosaka eļļas tīrības klasi, tas nedrīkst būt sliktāks par 11. iekārtām ar spriegumu līdz 220 kV un ne sliktākam par 9. iekārtām ar spriegumu - lielāku par 220 kV. . Bojājuma spriegums atkarībā no darba sprieguma ir parādīts tabulā.

Kad eļļa ir iepildīta, pārrāvuma spriegums ir par 5 kV zemāks nekā eļļai pirms iekārtas iepildīšanas. Ir atļauts samazināt tīrības klasi par 1 un palielināt gaisa procentuālo daudzumu par 0,5%.

Oksidācijas apstākļi (stabilitātes noteikšanas metode saskaņā ar GOST 981-75)

Eļļas noplūdes punktu nosaka ar testu, kurā caurule ar noslēgtu eļļu tiek sasvērta par 45 ° un eļļa paliek tajā pašā līmenī vienu minūti. Svaigām eļļām šī temperatūra nedrīkst būt zemāka par -45 °C.

Šis parametrs ir galvenais, lai eļļas slēdži… Tomēr dažādām klimata zonām ir atšķirīgas prasības attiecībā uz sastingšanas temperatūru. Piemēram, dienvidu reģionos ir atļauts izmantot transformatoru eļļu ar liešanas temperatūru -35 ° C.

Atkarībā no iekārtas darbības apstākļiem standarti var atšķirties, var būt dažas novirzes. Piemēram, transformatoru eļļas arktiskās šķirnes nedrīkst sacietēt temperatūrā virs -60 ° C, un uzliesmošanas temperatūra nokrītas līdz -100 ° C (uzliesmošanas temperatūra ir temperatūra, kurā sakarsēta eļļa rada tvaikus, kas, sajaucoties ar gaisu, kļūst viegli uzliesmojoši). .

Principā aizdegšanās temperatūra nedrīkst būt zemāka par 135 ° C. Tādi raksturlielumi kā aizdegšanās temperatūra (eļļa aizdegas un deg ar to 5 sekundes vai vairāk) un pašaizdegšanās temperatūra (350-400 ° temperatūrā). C, eļļa aizdegas pat slēgtā tīģelī gaisa klātbūtnē).

Transformatoru eļļas siltumvadītspēja ir no 0,09 līdz 0,14 W / (mx K), un tā samazinās, palielinoties temperatūrai.Siltuma jauda palielinās, palielinoties temperatūrai, un tā var būt no 1,5 kJ / (kg x K) līdz 2,5 kJ / (kg x K).

Termiskās izplešanās koeficients ir saistīts ar izplešanās tvertnes izmēra standartiem, un šis koeficients ir aptuveni 0,00065 1 / K. Transformatora eļļas pretestība 90 ° C temperatūrā un elektriskā lauka sprieguma apstākļos 0,5 MV / m nekādā gadījumā nedrīkst būt lielāks par 50 Ghm * m.

Papildus viskozitātei, pieaugot temperatūrai, eļļas pretestība samazinās. Dielektriskā konstante - diapazonā no 2,1 līdz 2,4. Dielektrisko zudumu leņķa tangenss, kā minēts iepriekš, ir saistīts ar piemaisījumu klātbūtni, tāpēc tīrai eļļai tā nepārsniedz 0,02 90 ° C temperatūrā lauka frekvences 50 Hz apstākļos, bet oksidētā eļļā tas var pārsniegt 0,2 .

Eļļas dielektriskā izturība tika izmērīta 2,5 mm sabrukšanas testa laikā ar 25,4 mm elektroda diametru. Rezultāts nedrīkst būt zemāks par 70 kV, un tad dielektriskā izturība būs vismaz 280 kV / cm.

Neskatoties uz veiktajiem pasākumiem, transformatoru eļļa var absorbēt gāzes un izšķīdināt ievērojamu daudzumu to. Normālos apstākļos vienā kubikcentimetrā eļļas viegli izšķīst 0,16 mililitri skābekļa, 0,086 mililitri slāpekļa un 1,2 mililitri oglekļa dioksīda. Acīmredzot skābeklis sāks mazliet oksidēties. Gluži pretēji, ja izdalās gāzes, tas liecina par spoles defektu. Tātad transformatoru eļļā izšķīdušo gāzu klātbūtnes dēļ transformatoru defekti tiek atklāti ar hromatogrāfisko analīzi.

Transformatoru un eļļas kalpošanas laiks nav tieši saistīts.Ja transformators var droši strādāt 15 gadus, eļļu ieteicams tīrīt katru gadu un reģenerēt pēc 5 gadiem. Lai novērstu naftas resursu strauju izsīkšanu, ir paredzēti noteikti pasākumi, kuru pieņemšana ievērojami pagarinās transformatora eļļas kalpošanas laiku:

• Paplašinātāju uzstādīšana ar filtriem ūdens un skābekļa, kā arī no eļļas atdalītu gāzu absorbēšanai;

• Izvairieties no darba eļļas pārkaršanas;

• Periodiska tīrīšana;

• Nepārtraukta eļļas filtrēšana;

• Antioksidantu ieviešana.

Augsta temperatūra, eļļas reakcija ar stieplēm un dielektriķi – tas viss veicina oksidēšanos, ko ir paredzēts novērst ar sākumā pieminēto antioksidantu piedevu. Bet joprojām ir nepieciešama regulāra tīrīšana. Augstas kvalitātes eļļas tīrīšana atgriež to izmantojamā stāvoklī.

Kāds varētu būt iemesls transformatora eļļas izņemšanai no ekspluatācijas? Tas var būt eļļas piesārņojums ar paliekošām vielām, kuru klātbūtne neizraisīja dziļas izmaiņas eļļā, un tad pietiek ar mehānisko tīrīšanu. Kopumā ir vairākas tīrīšanas metodes: mehāniskā, termofizikālā (destilācija) un fizikāli ķīmiskā (adsorbcija, koagulācija).

Ja noticis negadījums, krasi krities pārrāvuma spriegums, parādījušās oglekļa nogulsnes vai hromatogrāfiskā analīze atklājās problēma, transformatora eļļa tiek iztīrīta tieši transformatorā vai slēdžā, vienkārši atvienojot ierīci no tīkla.

Eļļas kalpošanas laiku transformatoros var pagarināt, izmantojot antioksidantu piedevas, termosifona filtrus u.c. Tomēr tas viss neizslēdz nepieciešamību atjaunot izlietotās eļļas.

Tāpēc atkritumeļļu reģenerācijas uzdevums ir iegūt labi attīrītu reģenerātu, kas atbilst visiem svaigās eļļas standartiem. Nestabilu reģenerējošo vielu stabilizēšana, pievienojot svaigu eļļu vai antioksidantu piedevas, ļauj izmantot vienkāršākās un pieejamākās metodes lietoto transformatoru eļļu reģenerācijai.

Reģenerējot transformatoreļļu, ir svarīgi iegūt labi attīrītus reģenerantus neatkarīgi no reģenerācijas metodes un eļļas novecošanas pakāpes, un stabilizācija, ja eļļai ir zema stabilitāte, jāveic mākslīgi - pievienojot svaigu eļļu vai. pievienošana ar augstu stabilizējošu efektu, efektīva reģenerētām eļļām.

Reģenerējot izlietoto transformatoru eļļu, iegūst līdz 3 frakcijām bāzes eļļu citu komerciālo eļļu, piemēram, motoru, hidraulikas, transmisijas eļļu, griešanas šķidrumu un smērvielu, pagatavošanai.

Vidēji pēc reģenerācijas iegūst 70-85% eļļas atkarībā no pielietotās tehnoloģiskās metodes. Ķīmiskā reģenerācija ir dārgāka. Reģenerējot transformatoru eļļu, ir iespējams iegūt līdz pat 90% bāzes eļļas ar tādu pašu kvalitāti kā svaiga.

Turklāt

Jautājums

Vai ir iespējams izžāvēt eļļu strādājošā transformatorā, paceļot tā vāku sausā laikā? Vai ūdens no eļļas iztvaiko vai, gluži pretēji, eļļa kļūs mitra?

Atbilde

Sausā eļļa ar pārrāvuma spriegumu 40-50 kV satur tūkstošdaļas mitruma. Lai samitrinātu eļļu, kam raksturīga eļļas sabrukšanas izturības samazināšanās līdz 15 - 20 kV, ir nepieciešamas simtdaļas mitruma.

Transformatoros, kuriem ir brīva saziņa ar atmosfēras gaisu caur paplašinātāju (vai zem pārsega), notiek nepārtraukta mitruma apmaiņa ar gaisu. Ja eļļas temperatūra pazeminās un mitruma saturs tajā ir mazāks nekā gaisā, eļļa uzsūc mitrumu no gaisa saskaņā ar mitruma tvaiku parciālā spiediena likumu. Tādā veidā tiek samazināts eļļas sabrukšanas spriegums.

Mitruma apmaiņa notiek arī starp eļļu un eļļā ievietoto transformatora izolāciju (kokvilna, bakelīts). Mitrums izolācijā pārvietojas no karstajām daļām uz aukstajām daļām. Ja transformators uzsilst, mitrums no izolācijas pāriet uz eļļu, un, ja tas atdziest, tad otrādi.

Tā kā vasaras mēnešos gaisa mitrums ir augsts, eļļas sabrukšanas spriegums samazinās ar brīvu mitruma apmaiņu, salīdzinot ar ziemas mēnešiem.

Ziemā, kad gaisa mitrums ir viszemākais un temperatūras starpība starp gaisu un eļļu ir vislielākā, eļļa nedaudz izžūst. Vasarā, kad zibens pārspriegums, visticamāk, ietekmēs transformatora izolāciju, transformatoru eļļas pārrāvuma izturība ir viszemākā, kad tai vajadzētu būt visaugstākajai.

Lai novērstu brīvu mitruma apmaiņu starp gaisu un eļļu, tiek izmantoti gaisa žāvētāji ar eļļas blīvējumu.

Tādējādi, kad transformatora vāks ir atvērts, eļļa var izžūt vai saslapināt.

Eļļa labāk izžūs salnā laikā, kad gaiss satur vismazāk mitruma un ir vislielākā temperatūras starpība starp eļļu un gaisu. Bet šāda žāvēšana ir neefektīva un neefektīva, tāpēc praksē to neizmanto.