• Статьи

Мощные трансформаторы на высокое напряжение имеют в своей конструкции бак и контур циркуляции масла специальных марок, играющее двойную роль, для охлаждения нагретых узлов системы, а также и защиты, выступая эффективным диэлектрическим изолятором. При техническом обслуживании установок, которое должно осуществляться с необходимой периодичностью и соблюдением требований регламента, нормативной документации, рекомендаций изготовителя, производится контроль:

1. герметичности бака и контура;
2. уровня масла;
3. состава, наличия посторонних примесей, проводится физико-химический анализ проб;
4. общая проверка работоспособности.

Несвоевременная замена масла приводит к преждевременному выходу трансформатора из строя и необходимости капитального ремонта.

Какие недостатки встречаются у трансформаторных масел
В большинстве случаев для трансформаторов используется масло, которое выпущено российскими брендами производителей. При производстве применяется остаточный принцип. Технология подразумевает, что на первом этапе перегонки сырой нефти получают бензин, дизель, лигроин, авиационный и другие виды керосина, после этого производится вакуумная перегонка оставшейся смеси, в результате получают соляровый дистиллят, который и выступает основой для выпуска трансформаторного масла.

К основным недостаткам масла, применяемого для нужд энергетики, относится повышенное содержание серы в составе, а атаке ускоренней процесс окисления. Старение масла происходит непрерывно с процессом эксплуатации трансформатора и ускоряется при повышенных температурах. Нефтехимиками разрабатывается и внедряется рад технологий, направленных на уменьшение скорости окисления трансформаторного масла.

Современны технологии, тенденции

Очистка может быть неглубокой и глубокой. Для неглубокой подходит та нефть, в составе которой содержится большое количество, ароматических углеводородов, способных замедлять процессы окислений. Однако подобное сырье добывается далеко не на всех месторождениях и его количество ограничено. Говоря о России, это несколько сортов:

1. беспарафинистая доссорская;
2. масляная балаханская.

Для всех других сортов применяется глубокая очистка, выполняема на специализированных производственных линиях. В результате технологических операций содержание ароматических углеводородов в составе составляет от 8% до 20%. Среди наиболее популярных технологий:

адсорбционная очистка с применением метода термодиффузии. Редко применяется на практике из-за высокой себестоимости и необходимости применения специализированного дорогостоящего оборудования;
гидрокрекинг. Популярная и перспективная технология, которую применяют для западносибирских марок нефти, а также татарской. В процессе очистки осуществляется депарафинизация состава, а также ингибирование при помощи ионола;
Кислотно-контактная очистка приводит к образованию большого количества отходов, кислого гудрона и глины, а также полученное масло требует применения большого количества присадки в виде ионола, поэтому такой способ не относится к перспективным;
фенольная очистка дистиллята для сернистых марок не показывает высокую стабильность, поэтому чаще вместо нее применяют селективную.
Состав трансформаторного масла и особенности применения
Трансформаторы являются одним из наиболее востребованных и распространенных видов энергетического оборудования. Для их нормального функционирования важна правильно подобранная техническая жидкость для проведения охлаждения и диэлектрической защиты. В качестве такого состава выступает не дистиллированная вода или антифриз, а специализированное трансформаторное масло.

Промышленные трансформаторы установлены на тепловых и иных электрических станциях, предприятиях машиностроения, подстанциях для питания бытовых и иных объектов. В конструкции каждой из таких установок есть характерная расширительная емкость, расположенная в верхней части. Это бак для трансформаторного масла, откуда оно поступает в контур, обеспечивая охлаждение нагретых элементов установки и диэлектрическую защиту, которая возможна благодаря тому, что состав имеет высокое сопротивление электрическому току. Высокая тепловая проводимость состава позволяет обеспечить эффективность охлаждения при относительно небольших габаритных размерах конструкции. В зависимости от конкретной модели трансформатора, в нем также могут присутствовать радиаторы и мощные вентиляторы для воздушного охлаждения.

Помимо трансформаторов масло такого типа используется для контактных групп масляных выключателей, применяемых на высоковольтных подстанциях, с напряжением до нескольких сотен тысяч вольт. Применение в них трансформаторного масла обеспечивает изоляцию и позволяет гасить возникающие электрические дуги при замыкании и размыкании контактов.

Какими характеристиками обладает масло для трансформаторов

Трансформаторное масло выпускается с соблюдением технологии и требований нормативов, с обязательным проведением контроля и сертификации. Также как и минеральные масла, оно производится методом перегонки при высоких температурах, достигающих 400 °С, при которых образуется соляровый дистиллят, впоследствии подвергаемый дополнительной очистке, добавлению необходимы присадок. Состав трансформаторного масла выглядит следующим образом:

1. Нафтены: от 60 до 70%;
2. Парафины: от 10 до 15%;
3. Углероды ароматические: от 15 до 20;
4. Смолы: 1%;
5. Сера и ее соединения: не более 1%;
6. Азотные соединения: не более 0.8%;
7. Кислота нафтеновая: до 0.02%%
8. Антиоксидантная добавка в виде ионола: от 0.2 до 0.5%.

Одной из важнейших характеристик трансформаторного масла является плотность состава, которая может составлять от 0.82 до 0.89 кг/м3. Показатель плотности может меняться в зависимости от температуры, рабочий диапазон которой составляет от 0 до 120 °С — чем она выше, тем ниже плотность.

Не менее важной характеристикой состава является тепловая проводимость, которая должна быть высокой, обеспечивая эффективность охлаждения системы и отсутствие перегревов.

Еще одной характеристикой является температура вспышки и воспламенения. Внутри контура нет кислорода и горение невозможно, однако при нарушении герметичности и открытом заносе пламени такая вероятность существует, что особенно необходимо учитывать при проведении технического обслуживания и сварочных работ, предпринимая необходимые меры безопасности и защиты. Температура вспышки трансформаторного масла должна составлять от 155 °С и более, а температура самовоспламенения быть в диапазоне от 250 до 400 °С. Чтобы избежать нагрева трансформаторов до таких температур должны соблюдаться правила эксплуатации, техники безопасности, регулярно производиться контроль наличия масла в контуре охлаждения, его очистка, долив, замена при необходимости. Регенерация, как правило, проводится каждые 5 лет.

Важно обеспечить устойчивость трансформаторного масла к окислению, что позволяет противодействовать старению состава, негативным следствием которого является утрата свойств, со связыванием активных добавок, отложения продуктов окисления на стенках, снижение электрического сопротивления и тепловой проводимости. Также необходимо контролировать показатели зольности. Для нейтрализации мыльных и солевых отложений в состав трансформаторного масла добавляют специальные присадки.

Температура застывания для трансформаторного масла составляет от -35 до -50°С. Однако, так как трансформаторы сами являются мощными источниками тепла, то с эксплуатацией установок не возникает проблем даже в северных регионах с суровым климатом