Химические характеристики трансформаторного масла | Характеристики трансформаторного масла

Страница 2 из 5

Химический состав трансформаторного  масла, полученного из разных источников, может сильно отличаться. Поскольку состав углеводородов масел весьма сложен, принято условно считать молекулу: нафтеновой, если она содержит хотя бы одно нафтеновое кольцо независимо от алкановых (парафиновых) цепей при отсутствии ароматических циклов и непредельных связей; парафиновой, если она не содержит ни ароматических, ни нафтеновых колец, и непредельных связей.

Ароматические углеводороды подразделяются на чисто ароматические с алкановыми цепями, не содержащие нафтеновых циклов, и на нафтеново-ароматические, содержащие кроме ароматических и нафтеновые циклы с алкановыми цепями при ароматических и (или) нафтеновых циклах.
Строение молекул углеводородов трансформаторного масла:

а) Парафины (алканы) — насыщенные углеводороды с линейной (нормальные или а7-парафины-(1), или разветвленной (изопарафины, или /-парафины) цепью без кольцевых структуре II).
б) Нафтены (или циклопарафины)-насыщеные углеводороды, содержащие одно или несколько колец, (пяти или шестичленных), каждое из которых может иметь одну или несколько линейных или разветвленных парафиновых (алкановых) боковых цепей. В зависимости от числа колец различают моноциклические — (I), бициклические — (II), трициклические — (III) нафтены и т. д.

с) Ароматические углеводороды, содержащие одно (I) или несколько ароматических ядер, которые могут быть соединены с нафтеновыми кольцами и боковыми парафиновыми цепями. Ароматические ядра могут быть конденсированными (II) или изолированными (III). Смешанные нафтено-ароматические углеводороды представлены структурой (IV). Пределы для концентрации отдельных углеводородов стандартами не регламентируются. Однако многие характеристики масла определяются поведением широких классов углеводородов, содержащихся в данном масле. Так, например, предельные значения, установленные для вязкости и температуры вспышки зависят от соотношения парафиновых и нафтеновых углеводородов в масле и их взаимодействия.
Кроме перечисленных углеводородных структур в составе масла могут содержаться не-углеводородные соединения. Они могут иметь соответствующий углеводородный скелет с одним, двумя, тремя и т. д. атомами серы, кислорода, азота. Определение химического состава масла и его компонент представляет сложную задачу. Поэтому при поставке масла количество химических соединений, содержащихся в масле, обычно не определяют.

Наличие различных примесей в большинстве случаев также не регламентируется.

Вместо этого установлены предельные значения некоторых характеристик, в том числе физических, которые отражают наличие этих соединений. Эти характеристики включают в себя прозрачность (коэффициент рассеяния), поверхностное натяжение, кислотное число, коррозийное воздействие, цвет, количество продуктов окисления при испытаниях на ускоренное старение и некоторые другие.

Кислотное число является одним из показателей окисленности масла, и определяется согласно ГОСТ 5985—79. Метод заключается в титровании кислых соединений испытуемого масла спиртовым раствором калия в присутствии цветного индикатора. Кислотное число равно мг КОН/г масла. В свежем масле оно не должно превышать 0,01.

Трансформаторное масло: характеристики, марки

&nbsp

Невозможно представить современный мир без электричества, над его выработкой круглосуточно трудятся тысячи электростанций по всей планете. Силовые трансформаторы, предназначенные для распределения электричества, являются одним из самых важных элементов любой электростанции.

Для надежной, а главное, безопасной работы трансформаторов применяется трансформаторное масло, которое обеспечивает электрическую изоляцию и предохраняет от перегрева.

Сфера применения

Трансформатор предназначен для изменения напряжения переменного тока. В современной электротехнике используются различные конструкции силовых трансформаторов, отличающиеся друг от друга.

Во всех моделях трансформаторов присутствует неизменный элемент – это обмотки, или катушки.

Именно они выделяют тепло, которое должно отводить трансформаторное масло.

И именно витки катушек нуждаются в максимальной изоляции.

Эти две проблемы и решает масло.

Состав

Масла для трансформаторов на 100% минеральные. Они производятся из очищенной нефти путем ее перегонки; нефть для этого кипятится при температуре от 300 до 400 градусов Цельсия.

Свойства конечного продукта зависят от географического происхождения нефти.

Масла различаются по своему составу и рабочим характеристикам.

Требования, предъявляемые к трансформаторному маслу, довольно высоки.

Основными критериями для определения качества смазки, являются:

• Диэлектрическая прочность. Хорошие изоляционные показатели трансформаторного масла достигаются путем его тщательной очистки от влаги и примесей. Для очистки масла применяются физические, химические и физико-химические способы. Самым технически простым, а следовательно, недорогим является метод фильтрации. В некоторых случаях одной фильтрации недостаточно, тогда для очистки применяются другие методы, или их сочетания. Помимо этого, в трансформаторы встраиваются системы очистки масла.
• Чистота масла. Именно от этого показателя зависит диэлектрическая прочность. Чистота свежего масла должна быть подтверждена соответствующим сертификатом. Несмотря на изначальную чистоту, в процессе работы трансформатора масло подвергается воздействию газов, выделяющихся в результате нагревания. Газы растворяются в масле, ухудшая его свойства. В продукте также могут появиться механические примеси. Трансформаторное масло должно проходить ежегодную очистку, независимо от интенсивности эксплуатации. Раз в пять лет масло заменяется, либо проводится его полная регенерация на специальном оборудовании. Помимо этого, трансформаторы обычно имеют встроенную систему фильтрации.
• Окислительная стабильность. Для наилучшего противодействия окислению в масло добавляются антиокислительные присадки, помогающие сохранности характеристик при длительной эксплуатации. В качестве присадки в большинстве случаев применяется ионол, лучше действующий на продукты реакции окисления.
• Вязкость. С этим параметром все очень непросто – с одной стороны, с одной стороны, чем выше вязкость трансформаторного масла, тем хуже его электропроводность. Следовательно, тем лучшую электроизоляцию оно обеспечивает. Проблема в том, что высокая вязкость масла осложняет его циркуляцию по системе охлаждения трансформатора. Излишки тепла не отводятся в необходимых количествах, что отрицательно сказывается на работе оборудования. В этой ситуации приходится идти на компромисс и выбирать средние показатели. Оптимальной вязкостью для масел при температуре 20 ºС является 28-30х10-6 м2/с.
• Температура застывания. Она измеряется с помощью пробирки с образцом масла, наклоненной под углом в 45º. Если в течение 1 минуты уровень масла остается неизменным, это и считается температурой застывания. У свежих масел ее значение -45ºС, однако существуют отступления, обусловленные условиями эксплуатации. Так, у масел, предназначенных для работы в жарких регионах, это значение составляет -35º, а для северных областей -65ºС.
• Температура вспышки. Это температура, при которой пары горячего масла дают вспышку, если поднести к ним горящую спичку. Само масло не возгорается. Показатели качественного продукта не ниже 135ºС.
• Температура воспламенения. Температура, при которой масло загорается от пламени и горит не менее 5 секунд.
• Температура самовозгорания. При ее достижении масло воспламеняется само по себе, без внешних источников огня. Для трансформаторных масел этот параметр не ниже 350ºС, оптимальным значением считается 400 ºС.

Марки 

Масла для трансформаторов эксплуатируются в различных условиях, подчас, достаточно сложных: при отрицательных температурах в Арктике, или, наоборот – при очень высоких в странах с жарким климатом.

Трансформаторы на морских нефтяных платформах также функционируют в экстремальных режимах.

Для разных условий эксплуатации существуют разные виды трансформаторных масел. Разница рабочих качеств обусловлена различными технологиями их изготовления, а технологии подбираются в зависимости от исходного сырья, т. е. нефти.

Основной принцип следующий: чем выше напряжение, с которым работает трансформатор, тем более жесткие требования предъявляются к маслу.

Различные марки масел представлены, в основном, российскими, шведскими и австрийскими производителями. Зарубежные аналоги чаще всего незначительно превосходят российские по качеству, поскольку требования к показателям масел за рубежом более жесткие. Их стоимость относительно высока.

Марка ТСП

Производят из нефти, добытой в западной части Сибири. Качество этой марки не слишком высокое, не рекомендуется использовать его в агрегатах мощностью свыше 220 кВ. Марка ТКп вырабатывается из нефти, имеющей малую сернистость. Рассчитано на напряжения до 500 кВ.

Российские масла Т750 и Т1500

К примеру, производятся устаревшими методами, при их изготовлении используется серная кислота, в результате в маслах содержится довольно много серы.

Но для оборудования, напряжение которого не превышает 500 кВ, эти масла вполне подходят, а при дополнительной обработке могут заливаться и в технику, рассчитанную до 750 кВ.

Масло марки ГК

Также российского производства, производится по более современной технологии гидрокрекинга. Применение каталитической гидропарофинизации придает ей высокие гидроизоляционные свойства, что позволяет эксплуатировать масла этой марки на оборудовании с мощностью до 1150 кВ. Масло ВГ устойчиво к окислению, производится из парафинистой нефти.

Отличные изоляционные свойства позволяют использовать в технике, рассчитанной на очень высокие напряжения.

Масло АГК

Относится к классу арктических масел и характеризуется стабильной работой при низких температурах. Его малая вязкость рассчитана на эксплуатацию при отрицательных температурах. Подходит для оборудования с высшими классами напряжения.

Марка МВТ

Применяется для использования в северных широтах. Помимо малой вязкости, имеет низкую температуру застывания, а также низкую температуру вспышки.

Шведская компания Nynas производит масла марок Nitro10X и Nitro11GX

Обе марки производятся из венесуэльской нефти, которая содержит очень мало твердых парафинов и сернистых соединений. Масла, изготовленные из этого сырья, превосходят российские по низкотемпературным свойствам.

Mobil из США выпускает масло Mobilect 44N

Производят из техасских нафтеновых нефтей, в которых тоже низкий уровень парафинов и серы. Благодаря добавлению присадок, у масла хорошие низкотемпературные и антиокислительные показатели.

Помимо перечисленных компаний, выпуском трансформаторных масел занимаются Shell (Нидерланды), Technol (Азербайджан), British Petroleum (Великобритания) и многие другие, а количество марок трансформаторного масла очень велико.

Трансформаторные масла имеют множество параметров и показателей, поэтому подбор нужной марки с подходящим составом – задача для неспециалиста очень сложная. В результате неверного выбора высока вероятность выхода из строя дорогостоящего оборудования. К тому же, трансформаторы – устройства с высоким напряжением, так что вполне возможны и человеческие жертвы.

Поэтому к выбору смазки необходимо отнестись очень серьезно, права на ошибку здесь нет.

Помимо правильного выбора, необходим постоянный контроль за состоянием масла. При соблюдении этих условий производители гарантируют долгую и надежную работу трансформаторов.

Химический состав трансформаторных масел — Справочник химика 21

    Определить групповой химический состав трансформаторного масла. [c.245]

    Химический состав трансформаторного масла и полученных из него масел  [c.290]

    Трансформаторное масло является продуктом переработки нефти. Нефти различных месторождений различаются по своему химическому составу. Химический состав трансформаторных масел и их эксплуатационные свойства обусловлены не только происхождением, но также технологией их приготовления. [c.4]

    Масла МК-О и МС-6 принципиально отличаются от масла МК-8 и трансформаторного узким фракционным составом, что обусловливает улучшение их эксплуатационных свойств (табл. 8. 6). Групповой химический состав масел типа МК-8, полученных пз различного сырья, приведен в табл. 8. 7. [c.453]






    Таким образом, можно качественно определить происхождение трансформаторных масел, если сравнивать их со стандартными образцами. Однако такое заключение справедливо лишь при условии, если технологический режим изготовления сравниваемых и стандартных масел не меняется. При изменении режима (например, степени очистки) изменяется химический состав, что может привести к изменению флюоресценции. На примере эмбенского масла видно, что чем интенсивнее очищено масло, тем заметнее фиолетовый цвет переходит в синий, а затем в голубой. Аналогичное явление наблюдается и для бакинских трансформаторных масел. [c.21]

    Групповой химический состав товарных партий трансформаторного масла фенольной очистки Ново-Уфимского завода приведен в табл. 51 физико-химические показатели их в сопоставлении с данными для масел фурфурольной и адсорбционной очисток приведены в табл. 52. [c.136]

    Стоимость отсева катализаторной крошки составляет 25 руб т. Химический состав партии отсева алюмосили-катного катализатора, примененного в качестве адсорбента для регенерации трансформаторного масла, приведен ниже (в %)  [c.25]

    Трансформаторное масло является продуктом переработки нефти. Нефти различаются по химическому составу. Кроме того, химический состав масла зависит от способа его получения. [c.10]

    Описанный методический прием был уже ранее [12.11] использован применительно к системам синтетических жидких диэлектриков различной химической природы и оказался приемлемым также к нефтяным трансформаторным маслам. При выборе пар компонентов масел в возможно широких пределах варьировался их химический состав (табл. 12.7). [c.279]

    Состав, физические и химические свойства. Препарат содержит хлортен (65%), вспомогательное вещество ОП-7 или ОП-10 (15%) и очищенное индустриальное масло 12 (веретенное 2) или трансформаторное масло (20%). По внешнему виду маслообразная прозрачная жидкость темнокоричневого цвета. [c.559]

    Исследование углеводородов, входящих в состав масляных фракций различных нефтей, в настоящее время распространяется главным образом на определение группового химического состава, ввиду чрезвычайных трудностей выделения индивидуальных углеводородов и выяснения их структуры, вследствие большого числа изомеров в масляных фракциях. Однако без знания (хотя бы грубо ориентировочного) строения углеводородов нельзя подойти к объяснению явлений, связанных с окислением масел, играющих чрезвычайно большую роль в практике использования всех масел и особенно специальных их сортов (например, трансформаторных масел). Так как в природных маслах преобладают циклические углеводороды нафтенового и ароматического рядов, то строением углеводородов этих рядов, как показали обширные исследования Н. И. Черножукова и С. Э. Крейн [6], и определяется прежде всего характер окисляемости масел. [c.390]

    Химический состав масел Н-6 и Н-9 определяли методом адсорбционного разделения на силикагеле (табл. 5). Для сопоставления в таблице приведены данные о XHAui4e Ko.M составе товарного трансформаторного масла из сернистых нефтей. [c.76]

    Набухание чаще всего проводят в течение 6, 12, 24, 48 и 72 ч при 20, 70, 100, 120 3°С. Среду для набухания (кислоты, щелочи, масла веретенное-2 и АУ, трансформаторное, турбинное Л и Т, топливо Т-1, растворители бензин, бенаол, смеси этих растворителей, этилацетат и др.) подбирают в полном соответствии с требованиями ГОСТа или ТУ на резины и готовые изделия. При определении степени набухания резин возможны отклонения от установленных норм в результате различия химического состава применяемых сред, удовлетворяющих одному и тому же ГОСТу. В связи с этим ведутся работы по подбору условных сред, имеющих постоянный химический состав и позволяющих получать воспроизводимые результаты. [c.146]

    Стабильность масла против окисления. При работе в узлах трения масло окисляется кислородом воздуха. В результате этого из-1Леияетея его химический состав, появляются новые вещества, накопление которых ухудшает смазочные свойства масла (увеличивается содержание кислот, смол, асфалтенов и др. ). При этом также изменяются некоторые физико-химические свойства масла-, увеличивается вязкость, повышается кислотное число и др. Для определения стабильности масла против окисления существует несколько методов, которые указываются в-стандартах и технических условиях на отдельные сорта масел (компрессорные, турбинные, трансформаторные). Нормы масла на стабильность оцениваются методами ВТИ, НАМИ, АзНИИ и др. У моторных масел термоокислительная стабильность оценивается по склонности образовывать лаковые пленки на деталях двигателя при определенных температурах окисления. [c.7]

    Н. Г. Калантара и др. [3] исследован групповой химический состав сераорганических соединений в трансформаторных маслах, полученных очисткой туймазинского масляного дистиллята различными количествами фенола. Показано, что содержание органических сульфидов остается в них практически постоянным. Однако не исключено, что при относительно небольших соотношениях масла и фенола (0,95 и 1,45) в экстракт переходят наиболее полярные сераорганические соединения и в масле остаются молекулы с экранированными атомами серы, приближающиеся по растворимости в феноле к ароматическим углеводородам.  [c.237]

    Технологические масла подразделяются на масла общего назначения, для производства химических волокон и мягчители шинных смесей. К первой группе относят масла для пропитки кож, закалочные масла в металлообработке, масла — поглотители ароматических соединений в коксохимии и др. Ко второй группе относят масла марки С-9, С-15 и С-25 типа индустррального И-20 или трансформаторного, которые применяют как компоненты засаливающих препаратов в производстве химических волокон. К третьей группе относят масла-мягчители, которые вводят в состав резиновых смесей при производстве шин для придания им эластичности и улучшения формуемости. В качестве масел используются высокоароматизированные остаточные экстракты селективной очистки ПН-бш и ПН-бк. Свойства каждой марки технологических масел оговариваются специальными ТУ или ОСТ для соответствующей технологической операции. [c.248]

назначение, технические характеристики, свойства и состав

Главная > Дополнительно > Назначение и технические характеристики трансформаторного масла, состав и свойства

Вспышка и воспламенение

Интересный с точки зрения физики процесса, такой параметр, как температура вспышки трансформаторного масла. Для любых нефтепродуктов, это температура воспламенения жидкой среды, при контакте с открытым источником пламени.

Однако внутри трансформатора не создаются условия для горения, по причине отсутствия достаточного количества кислорода. А вот открытое пламя теоретически возможно: если при размыкании контактов образуется кратковременная дуга.

Поэтому в свойства масел закладывается увеличение температуры вспышки. Это значение постепенно уменьшается, по причине дефектов трансформаторного оборудования. При нормальной работе, температура вспышки напротив, увеличивается. Допустимое значение – более 155°C.

Электрическая дуга или как горят трансформаторы – видео

https://youtube.com/watch?v=Dlqt5oYaLJ4

Для понимания механизма – температура вспышки связана с испаряемостью масла. То есть, оно должно быть достаточно жидким, но при этом не переходить в газообразное состояние при нормальных условиях эксплуатации.

Кроме традиционного параметра, есть такое понятие, как температура самовоспламенения, характерное именно для трансформаторов. В нашем случае эта величина составляет 350°C – 400°C.

Если обмотки нагреются до такой температуры – возникает неконтролируемое горение и взрыв трансформатора. К счастью, подобные случаи происходят крайне редко. Разумеется, при условии соблюдения условий эксплуатации.

Поэтому, вместе с подбором качественного масла, необходимо постоянно следить за состоянием электроустановок. При проведении тестовых отборов жидкости, можно понять, какие проблемы есть в самом трансформаторе или высоковольтном выключателе.

После проведенных исследований, оцениваются такие показатели, как преломление вязкости, плотность, диэлектрические свойства, и пр. Результаты сравниваются с табличными значениями, установленными стандартом применения масел.

В таблице показаны основные показатели трансформаторного масла:

Температура t, °С	Плотность р, кг/м3	Cp, кДж/(кгК)	λ, Вт/(м’К)	а-10**8, м2/с	μ-10**4, Пас	v-10**6, м2/с	ß-10**4, К»1	Рг
892,5	1,549	0,1123	8,14	629,8	70:5	6,80	866
10	886. 4	1,620	0,1115	7,83	335,5	37,9	6.85	484
20	880,3	1,666	0,1106	7,56	198,2	22,5	6,90	298
30	874,2	1,729	0,1008	7,28	128,5	14.7	6.95	202
40	868,2	1,788	0,1090	7,03	89.4	10,3	7,00	146
50	862,1	1,846	0,1082	6,80	65.3	7,58	7,05	111
60	856,0	1,905	0,1072	6,58	49,5	5,78	7,10	87,8
70	850,0	1,964	0,1064	6,36	38.6	4,54	7,15	71.3
80	843,9	2,026	0,1056	6,17	30.8	3,66	7,20	59,3
90	837. 8	2.085	0,1047	6,00	25,4	3,03	7,25	50,5
100	831,8	2,144	0,1038	5,83	21.3	2,56	7,30	43.9
110	825,7	2,202	0,1030	5,67	18.1	2,20	7,35	38,8
120	819,6	2,261	0,1022	5,50	15.7	1,92	7,40	34,9

• cp – удельная массовая теплоемкость, без изменения рабочего давления;
• λ – теплопроводность: общий коэффициент;
• a – температурная проводимость: общий коэффициент;
• μ – динамический коэффициент вязкости;
• ν – кинематический коэффициент вязкости;
• β – объемное расширение: общий коэффициент;
• Pr – критерий Прандтля.

Технические жидкости для обеспечения работы трансформаторных подстанций закупаются в огромных объемах, это достаточно затратно. Каждая партия тестируется перед использованием, и в процессе работы.

Испытание трансформаторного масла на пробой – видео

https://youtube.com/watch?v=RiESUnU-bwo

Ежегодно, техническая жидкость требует масштабной очистки. Этим занимаются специальные службы. А каждые 5-6 лет, требуется регенерация (практически полная замена масла в электроустановке). Процедура недешевая, но без ее выполнения эксплуатация трансформатора станет небезопасной.

В качестве компромисса, широко применяется восстановление свойств. Отработка сдается на нефтехимическое предприятие, где масло приобретает первоначальные свойства. Стоимость добавленных присадок многократно ниже, в сравнение с полной заменой материала.

Физические свойства трансформаторного масла

Углеводороды, которые содержатся в трансформаторном масле, при относительно низких температурах и отсутствии кислорода не должны подвергаться изменениям. Случаи потемнения легких нефтепродуктов списывали на недостаточно полное удаление кислорода. Но вот если вести речь о герметичных трансформаторах, то тут нужно отметить, что кислорода в их масле мало.

Полициклические ароматические и нафтено-ароматические углеводороды способны переходить в радикальное состояние минуя диссоциацию. В результате образуются бирадикалы, которые конденсируются. При этом выделяется водород.

Ароматические углеводороды

Т.е. в герметичных трансформаторах, содержащих ароматические углеводороды, может наблюдаться процесс старения масла с выделением водорода. Параллельно появляются окрашивающие продукты, повышающие тангенс диэлектрических потерь.

Наиболее стабильными являются ароматические углеводороды, имеющие короткие боковые цепи. Процесс их окисления проходит с образованием продуктов уплотнения. Если длина цепи увеличивается, то и стабильность снижается. Углеводороды нафтено-ароматической группы обычно окисляются довольно активно, образуя ряд продуктов, в том числе и смол.

Углеводороды из нафтеновой и парафиновой групп

При длительных испытаниях показывают меньшую стабильность, чем ароматические, образуя в большинстве случаев кислоты и оксикислоты и небольшое количество продуктов уплотнения.

Процесс окисления можно резко затормозить, если во фракцию насыщенных углеводородов ввести до 10% ароматических без боковых цепей или углеводороды, в состав которых входят фенильные радикалы.

Наличие смол в масле

Не менее важным моментом является понимание того, а стоит ли оставлять в масле определенное количество смол?

Тут нужно вспомнить, что если из трансформаторного масла чрезмерно удаляются некоторые виды смол, то его стабильность против окисления резко снижается.

Одновременно повышенное количество смол приводит к образованию в масле кислых продуктов, асфальтенов и карбенов. Очень четко прослеживается зависимость между структурой смол и антиокислительными свойствами.

Для электроизоляционных масел наличие смолистых веществ нежелательно, так как они ведут к повышению диэлектрических потерь в жидком диэлектрике. Также кроме них нежелательно присутствие в электроизоляционном масле большого количества ароматических углеводородов, поскольку они ускоряют процесс старения электроизоляционной среды и повышают ее проводимость.

Окисление углеводородов

Значительный интерес представляет изучение особенностей процесса окисления углеводородов, а также их смесей и нефтяных фракций в условиях, идентичных тем, в которых функционируют трансформаторные масла.

Они характеризуются низкой температурой, так называемым «кислородным голоданием», наличием большой поверхности твердых изоляционных и конструкционных материалов, которые могут приводить к обрыву окислительных цепей и адсорбции активных продуктов окисления. Наиболее остро на свойствах трансформаторных масел сказывается негативное воздействие смолистых веществ и полициклических ароматических углеводородов. Процесс окисления ингибируется в недостаточной мере. Кроме того они склонны к образованию осадков и ухудшают тангенс угла диэлектрических потерь.

Оптимальная глубина очистки

От условий окисления масла также зависит оптимальная глубина очистки. Их высокая стабильность в жестких условиях (большое количество кислорода, высокие температуры) будет достигаться только тогда, когда количество ароматических углеводородов определенного строения и смолистых веществ будет оптимальным. При более мягких условиях окисления (относительно низкая температура, «кислородное голодание») стабильность масла будет достигаться только тогда, когда оно будет содержать меньше ароматических углеводородов и небольшое количество смол.

Таким образом, мы подошли к главному выводу. Электроизоляционные масла обладают высокой стабильностью электрохимических и электрофизических показателей, поэтому при эксплуатации их очистка должна быть более глубокой, чем у обычных смазочных масел.

Температура — воспламенение — масло

Температура воспламенения масла должна быть значительно выше рабочей температуры трансформатора, чтобы при работе трансформатора не возник пожар. Обычно трансформаторное масло имеет температуру воспламенения 180 С. Допускается использование масел с температурой воспламенения не ниже 150 С. Таким образом, помимо старения трансформаторное масло обладает еще одним очень существенным недостатком — оно является горючим материалом. Поэтому установка масляных трансформаторов во многих случаях требует принятия специальных мер пожарной безопасности.
 

Температура воспламенения масла — это температура, при которой масло начинает гореть непрерывно после того, как произошло воспламенение паро-воздушной смеси.
 

Температура воспламенения масла должна быть значительно выше рабочей температуры трансформатора, чтобы при работе трансформатора не возник пожар. Обычно трансформаторное масло имеет температуру воспламенения 180 С. Допускается использование масел с температурой воспламенения не ниже 150 С. Таким образом помимо старения трансформаторное масло обладает еще одним очень существенным недостатком — оно является горючим материалом. Поэтому установка масляных трансформаторов во многих случаях требует принятия специальных мер пожарной безопасности.
 

Температура воспламенения масла должна быть значительно выше рабочей температуры трансформатора, чтобы при его работе не возник пожар. Температура воспламенения масла обычно составляет 180 С, допускается использование масел с температурой воспламенения не ниже 150 С.
 

Температуру воспламенения масла определяют в открытом тигле Бренкена или в приборе Мартене — Пенского.
 

Температуру воспламенения масла определяют обычно непосредственно после определения температуры вспышки, продолжая нагревать масло с такой же скоростью ( 4 С / мин), через определенные интервалы подносят пламя спички к краю тигля до того момента, пока не загорится масло и будет гореть не менее 5 с.
 

Температурой воспламенения масла называют температуру, при которой нагреваемое в строго определенных условиях масло горит в течение 5 — 6 с после поднесения к нему пламени.
 

Необходимо различать температуру вспышки и температуру воспламенения масла. Последняя указывает температуру, при которой не только вспыхивают пары масла при поднесении к ним огня, но загорается и само масло.
 

После определения температуры вспышки определяют температуру воспламенения масла. Для этого продолжают испытание пламенем зажигательного приспособления через каждые 21С подъема температуры масла. За температуру воспламенения масла принимают температуру, при которой испытуемое масло воспламенится и будет гореть в течение не менее 5 сек.
 

Точно таким же путем устанавливают и температуру воспламенения масла.
 

Точно таким же путем устанавливают и температуру воспламенения масла.
 

После того как температура вспышки найдена, определяют температуру воспламенения масла. Для этого продолжают нагревание бани так, чтобы температура масла поднималась на 4 в минуту, и повторяют испытание пламенем зажигательного приспособления через каждые 2 подъема температуры испытуемого масла.
 

После того как температура вспышки найдена, определяют температуру воспламенения масла.
 

Испарение смазочного масла начинается при температурах, которые ниже температуры воспламенения масла на 60 — 70 С.
 

Ремонт самодельных обогревателей

Многие домашние мастера предпочитают делать отопительные приборы своими руками. Процесс не представляет особых сложностей, зато результат может весьма порадовать. Самодельные радиаторы обычно отличаются очень высокой прочностью и долговечностью, поскольку домашние мастера подходят к изготовлению со всей ответственностью, используя толстую сталь или чугун.

Конечно, внешний вид таких конструкций обычно оставляет желать лучшего. Собственно, их чаще всего используют не в домашнем интерьере, а для обогрева хозяйственных помещений и гаражей. Зато такие устройства весьма эффективны.

Еще одним положительным качеством самодельных установок является нетребовательность к наполнителю. В общем-то, сюда подойдет любое из вышеперечисленных масел, и даже отработанное моторное.

Связано это с тем, что «кустарные» обогреватели обычно обладают более значительными габаритами, чем магазинные. Соответственно, объем их внутренней части позволяет игнорировать и высокую вязкость масла, и содержание в нем различных механических взвесей. На производительности прибора это практически не сказывается.

Единственное требование, которое все же необходимо соблюдать — это смешивание масел одного вида. Комбинирование разных разновидностей может дать непредсказуемый эффект, поскольку заранее невозможно узнать, как поведут себя составляющие при взаимодействии. Например, такая смесь может дать осадок, который впоследствии негативно скажется на работоспособности ТЭНа.

Ремонт ребристого обогревателя

Внешним видом такие обогреватели напоминают привычные нам чугунные батареи. Они делаются из стали, толщина которой составляет полсантиметра. Секции формируются с помощью прессование, а сборка происходит методом сварки лазером.

Поскольку материал, из которого изготовлен радиатор, не отличается особой толщиной, следует учитывать, что он подвержен воздействию коррозийных процессов. В связи с этим корпус покрывается специальной порошковой краской. Если этот слой оказывается поврежден вследствие механического воздействия, то сначала проржавеет один небольшой участок, а затем коррозия «съест» значительную часть корпуса, при этом возникнут сквозные повреждения, сквозь которые масло вытечет наружу.

Соответственно, процесс ремонта такого прибора включает в себя три этапа. Первым делом, необходимо восстановить целостность корпуса. Затем заполнить его новой порцией масла, а в завершении обеспечить полную герметичность конструкции.

Следует учесть, что в некоторых ребристых обогревателях ТЭН завальцован в корпус. В таких случаях ремонт, к сожалению, не производится, поскольку для восполнения объема масла просто нет возможности.

А в том случае, когда трубчатый электронагреватель является съемным, проблем не возникает. Его можно убрать, затем вылить старое масло, залить новое и вернуть ТЭН на законные позиции.

При этом важно знать, какой именно наполнитель можно использовать для масляных обогревателей. Существует два подходящих варианта:. –трансформаторное масло. Производится из нефти методом перегонки

Характеристики различных составов могут отличаться друг от друга. Тем не менее, разные трансформаторные масла можно успешно смешивать без ущерба качеству. Само по себе это вещество является диэлектриком. Оно обладает отличными теплопроводными свойствами, причем не теряет их даже в условиях отрицательных температур — вплоть до -45 градусов;

–трансформаторное масло. Производится из нефти методом перегонки. Характеристики различных составов могут отличаться друг от друга. Тем не менее, разные трансформаторные масла можно успешно смешивать без ущерба качеству. Само по себе это вещество является диэлектриком. Оно обладает отличными теплопроводными свойствами, причем не теряет их даже в условиях отрицательных температур — вплоть до -45 градусов;

-минеральное масло. Вообще, оно предназначается для автомобильных трансмиссий, но и для наших целей вполне подойдет. Его вязкость почти не отличается от соответствующего показателя трансформаторного масла. Это позволяет быть уверенным в том, что конвекционный обмен будет происходить должным образом.

Стоит отметить, что из всех автомобильных масел можно использовать исключительно минеральное. Синтетическое здесь не подойдет, поскольку оно обладает гораздо меньшей вязкостью. В принципе, обогреватель все равно будет работать, но конвекция обретет чрезмерную активность. Вследствие этого прибор будет шуметь, трещать и всячески действовать на нервы людей, особенно в ночное время.

Моторное масло также нельзя использовать. У них, в отличие от синтетического, вязкость может быть чрезмерной. ТЭНу придется прилагать гораздо больше усилий для создания конвекционных потоков, что непременно приведет к его перегреву. Кроме того, стоимость такого наполнителя для нашего случая неоправданно высока. В состав моторных масел входят различные присадки, необходимые для автомобиля, но совершенно бессмысленные для обогревателей. Получается, вы переплатите за то, что вам вовсе не нужно.

Следует учитывать, что допустимо смешение масел только в рамках одной разновидности. Например, можно смешать трансформаторное с трансформаторным, даже если они от разных производителей и обладают различными характеристиками. Но недопустимо смешивать трансформаторный наполнитель с минеральным или синтетическим. Разница в вязкости, непонятное взаимодействие присадок — все это может привести к нарушению работоспособности радиатора и даже к полной его поломке.

Отработанное моторное масло также запрещено использовать в данном случае. В нем слишком много посторонних примесей: тут и металлические взвеси, и вещества, образованные в результате сгорания топлива. Весь этот «мусор» забьет радиатор изнутри, сильно снизив его теплоотдачу, да и на долговечности прибора скажется крайне отрицательно.

Профилактика неполадок

Несмотря на то, что замена масла в большинстве случаев производится довольно просто, лучше все же не доводить ситуацию до подобного. Если соблюдать важные правила эксплуатации, то масляный обогреватель будет служить верой и правдой без каких-либо эксцессов.

Главной рекомендацией является выбор места установки. А точнее, крайне нежелательно располагать такой отопительный прибор в детской комнате. На это есть две причины:

-в процессе работы корпус радиатора очень сильно раскаляется. Это является главным недостатком данной разновидности отопительного оборудования. Даже при случайном прикосновении к поверхности корпуса можно сильно обжечься. А всем известно, что дети довольно активны и не всегда смотрят перед собой. В общем, в целях безопасности лучше не совмещать масляный радиатор с детской комнатой. Впрочем, если вам хочется использовать именно эту разновидность прибора, то вы можете приобрести модель, оснащенную защитным кожухом. Он защитит детей от ожогов, поскольку полностью прикрывает корпус изделия;

-корпус сделан из довольно тонкого материала. Это приводит к тому, что он не особо устойчив к механическим повреждениям. Детская любознательность и любовь к активным играм могут сделать необходимость процедуры замены масла более чем регулярным явлением. Кроме того, при повреждении корпуса, как уже говорилось выше, масло быстро вытекает наружу. Если оно в этот момент максимально разогрето — сами понимаете, чем это чревато при контакте с детьми. Лучше не рисковать.

Еще одной рекомендацией является приобретение устройства, в конструкцию которого входят датчики перегрева и опрокидывания. О них уже говорилось выше. Подобные регуляторы, автоматически отключающие прибор в случае форс-мажоров, могут неоднократно спасти оборудование от серьезных поломок.

В целом, масляный радиатор является отличным отопительным прибором. Если не брать в расчет процедуру ремонта, которая при правильной эксплуатации и не понадобится, то это устройство вовсе не вызывает хлопот.

Оно обладает отличным внешним видом, причем оборудование представлено в магазинах как в напольном, так и в настенном варианте, что позволяет подобрать оптимальную модель именно для вашего интерьера. Эффективность устройства очень высока, а все необходимые действия хозяев заключаются в подключении оборудования к сети.

Кроме того, некоторые модели обладают расширенным функционалом. Например, таймер включения и выключения сделает процесс эксплуатации максимально комфортным. Приятным бонусом при этом послужит экономия электроэнергии, поскольку отопительный прибор не будет работать впустую.

В общем, это вполне достойное приобретение, и ради его использования вполне можно и нужно повозиться с ремонтом. Масляный обогреватель без усилий подарит вашему дому тепло и комфорт. Уверены, что после сегодняшней статьи у вас не возникнет вопросов по поводу подбора масла и наличия возможности его замены.

Способы очистки и регенерации

В современном трансформаторном оборудовании масло работает в достаточно жестких условиях: высокая напряженность электрического поля, высокая температура и др. В процессе эксплуатации трансформаторные масла подвергаются термохимическому и электрическому старению, что приводит к снижению их эксплуатационных характеристик. После замены отработанное масло подлежит либо утилизации, либо регенерации. Ниже приведены основные способы очистки и регенерации трансформаторных масел.

Отстаивание — один из наиболее простых методов очистки трансформаторных масел. Он заключается в выпадании из масла взвешенных твердых частиц и микрокапель воды под действием силы тяжести, если эти включения имеют достаточные размеры, а их плотность значительно превышает плотность масла.

Обработка центрифугированием — этот способ обработки трансформаторного масла заключается в удалении из масла влаги и взвешенных механических частиц при воздействии на них центробежной силы. Можно удалить из трансформаторного масла только влагу, находящуюся в состоянии эмульсии и твердые частицы, удельная масса которых больше удельной массы обрабатываемого трансформаторного масла. Центрифугирование применяется в основном при подготовке масла для заливки в силовые трансформаторы напряжением до 35 кВ, либо в качестве предварительной очистки масла. Длительная обработка масла способствует окисляемости чистого масла из-за возможного удаления антиокислительных присадок.

Обработка масла фильтрованием — обработка трансформаторного масла фильтрованием заключается в пропускании его через пористые перегородки, на которых задерживаются имеющиеся в нём примеси.

Адсорбционная обработка — процесс очистки трансформаторного масла при помощи адсорбции основан на поглощении воды и других примесей различными адсорбентами. В основном для этого применяются синтетические цеолиты, которые имеют высокую адсорбентную способность, особенно к молекулам воды. Обработка трансформаторного масла с помощью цеолитов позволяет удалить из него влагу, находящуюся в растворенном состоянии.

Обработка в вакуумных установках. Основным элементом является дегазатор. Сырое трансформаторное масло предварительно нагревается до температуры 50-60°С, после чего распыляется в первой ступени дегазатора. Затем оно тонким слоем стекает по поверхности колец Рашига. Одновременно первая ступень вакуумируется вакуум-насосом. Откачка выделяющихся паров влаги и газа осуществляется через цеолитовый патрон и воздушный фильтр. Из полости первой ступени дегазатора трансформаторное масло самотёком поступает в полость второй ступени, где происходит его окончательная осушка и дегазация. Далее трансформаторное масло через фильтр тонкой очистки подается в трансформатор или ёмкость.

При очистке и регенерации масел могут применяться комбинированные методы, основанные на одновременном использовании нескольких из вышеперечисленных подходов.

Оцените статью:

Трансформаторное масло

1. Свойства.

(Properties)

Электроизоляционные свойства масел определяются в основном тангенсом диэлектрических потерь. диэлектрическая прочность трансформаторных масел, в свою очередь, в основном определяется наличием волокон и воды, поэтому механические примеси и вода в таких маслах должны полностью отсутствовать.

Низкая температура застывания масла -45°C и ниже должны сохранять свою мобильность в условиях низких температур. для обеспечения эффективного отвода тепла трансформаторные масла должны обладать низкой вязкостью и температурой вспышки не ниже 95, 125, 135 и 150°С для разных марок.

Наиболее важным свойством трансформаторных масел является их стабильность против окисления, то есть возможность сохранять параметры при длительной работе. как правило, все сорта такого масла содержат эффективную антиокислительную присадку.

Эксплуатационные свойства трансформаторного масла определяются его химическим составом, который зависит главным образом от химического состава используемого сырья и способов его очистки. использован марки трансформаторного масла отличаются химическим составом и эксплуатационными свойствами и имеют различные применения. Новое масло в трансформаторах следует заливать только свежее трансформаторное масло, не бывшее в эксплуатации. каждая партия трансформаторного масла, используемого для заправки и доливки трансформаторов, должна иметь сертификат завода-поставщика масла. свежего трансформаторного масла идет от НПЗ, перед заливкой в трансформаторы должны быть очищены от механических примесей, влаги и газов.

Влага в трансформаторном масле может находиться в состоянии осадка, в виде эмульсии и в растворенном состоянии. подготовлены для заливки трансформаторного масла полностью очищен от влаги в состояния эмульсии и в виде шлама. Растворенной влаги не оказывает существенного влияния на диэлектрическую прочность и тангенс угла потерь, однако способствует окисление трансформаторного масла и снижению его стабильности. поэтому достижение удовлетворительных значений пробивного напряжения и тангенса угла потерь трансформаторного масла не является окончательным критерием очистки.

При атмосферном давлении в трансформаторном масле может быть распущен 10 % воздух. перед заливкой в трансформаторы, оборудованные азотной и защиты мембраны, трансформаторное масло должен быть дегазирован до остаточного газосодержания не более 0.1 % массы.

После очистки, масло должно быть без механических примесей.

Свойства трансформаторного масла — maslomotors.ru

Многие трансформаторы, предназначенные для сбережения энергии при напряжении более 35 кВ, содержат специальное трансформаторное масло, которое получают из нефтяных продуктов. Другие могут заполняться жидкостью на синтетической основе (негорючей) либо вовсе работать без рассматриваемого средства. Основные функции масла — это:

• электроизоляция;
• передача тепла от нагревающейся части трансформатора к системе охлаждения.

Описание и общие сведения о продукте

Масло имеет небольшую вязкость и относительно высокую теплоустойчивость, относится к изоляционным материалам и используется в качестве жидкого диэлектрика и теплоотводящей среды в в различных видах оборудования, работающих от электрической энергии. Трансформаторное масло образуется путем очистки сырого нефтяного продукта и представляет собой сочетание углеводородов в разном количестве. Последние, в свою очередь, могут быть:

• парафиновыми;
• нафтеновыми;
• ароматическими.

Первые два вида стабильные и насыщенные, имеют разные структуры и свойства. А последние из этой группы (ненасыщенные) имеют меньшую стабильность и высокую химическую активность. Когда трансформатор работает, масло под воздействием тепла стареет, окисляется. Выделяется шлам. В последнее время технологии добычи материала для смазывания агрегата стали другими, за счет чего срок его использования стал намного больше.

У разных производителей масел для трансформаторов пропорции углеводородов могут быть различными. Чтобы оно было более стабильным, добавляют ингибиторы (добавки противоокислительного действия). Отечественный производитель их добавляет, современные масла зарубежных производителей могут их не содержать. Ингибитор могут добавить, если условия эксплуатации оборудования более тяжелые или сам трансформатор имеет большие размеры.

Сроки функционирования масел для заливки трансформаторов

Производить регенерацию трансформаторного масла необходимо каждые 5 лет

При работе оборудования внутри масла собирается грязь, оно окисляется. При попадании воздуха и влаги трансформаторное масло сразу же окисляется, в итоге образуются кислоты, которые во взаимодействии со смазкой образуют более тяжелые вещества. А если оборудование работает постоянно и долго, то рассматриваемый материал загрязняется еще быстрее. В итоге грязь делает материал гуще, увеличивает его вязкость, из-за этого оно плохо охлаждает трансформатор. Срок службы заметно уменьшается.

Сроки использования масел и оборудования отличаются, техника без ремонта может прослужить около 15 лет, а вот применение очистки трансформаторного масла потребуется уже через год. Спустя 5 лет нужны будут сушка и регенерация. При работе трансформаторное масло изменяет свои параметры, запускается процесс его старения. Это можно заметить, если начинает меняться кислотное число и появляется шлам. Чтобы продлить срок службы материала, надо соблюдать следующие меры.

1. Масло не должно соприкасаться с воздухом извне, поэтому надо установить расширители с фильтрами, они будут поглощать кислород и воду, вытеснять воздух.
2. Не допускать сильного нагревания рассматриваемого материала.
3. Должны периодически производиться очистка и сушка. Очистка масла трансформаторного благоприятно сказывается на работе любого агрегата.
4. Делать непрерывную фильтрацию средства для смазывания, чтобы уменьшить образование кислотности.
5. Добавлять в материал для смазывания агрегата антиокислители. Чтобы повысить его стабильность и не давать ему окисляться, можно добавить ионол.

Основные свойства масла в системе отопления

Свойства трансформаторного масла подразделяются на группы.

1. Физические. Вес материала должен быть ниже веса льда. Показатели температуры вспышки масла должны иметь высокие значения, иначе оно может загореться при большой нагрузке оборудования.
2. Электрические. Трансформатор будет работать долго и отлично, когда масло имеет высокую прочность диэлектрического характера, но со временем она становится меньше, появляются волокна и вода. Электрические свойства трансформаторного масла вычисляются через формулу тангенса угла диэлектрических потерь.
3. Вязкость и стабильность.

Определить износ частей агрегата позволит анализ масла

Технические характеристики масла заключаются в следующем:

• оно горюче;
• содержит минимальное количество токсичных веществ;
• биоразлагаемое, не оказывает вредного действия на озоновый слой земли;
• плотность трансформаторного масла — (0.84-0.89)×103 кг/м³;
• кинематическая вязкость при 20 °С — (28-30)×10-6 м²/с.

За составом материала надо постоянно следить, чтобы оно не изменилось при работе трансформатора. Существует метод, с помощью которого можно определить уровень соединений в материале (газов), это анализ трансформаторного масла. С помощью такого анализа можно выявить все дефекты оборудования, характер и степень повреждений.

Оценить состояние трансформатора можно через сопоставление данных от анализа со значениями концентрации газов, а также по скорости возрастания их уровня. Анализ трансформаторного масла и других видов смазочных материалов позволяет определить износ частей оборудования, его надежность и изоляцию.

Многие повреждения внутри не видны, это частичные разряды, перегревы, искрение в контактах. Все они меняют свойства и состав масла, поэтому хроматографический анализ должен проводиться раз в полгода для трансформаторов с напряжением в 110 кВ.

Принципы очищения, сушки и регенерации

Очищение нужно для того, чтобы привести в пригодное состояние загрязненное масло. Если оно проведено качественно, масло восстанавливает свои параметры и свойства, становится прозрачным, без содержания разных примесей. Если масло существенно не изменило своих свойств, то используют только метод механического очищения.

При очистке трансформаторного масла его состав восстанавливается с помощью разных операций. Благодаря этой процедуре из продукта извлекают все соединения, воду, кислоты и грязь. Процессы очищения.

1. Механический. Удаление влаги и грязи через фильтр или центрифугу.
2. Теплофизический. Делают упаривание и перегонку вакуумным оборудованием.
3. Физико-химический. Проводят коагуляцию и адсорбцию.
4. Химический. Если не помогли вышеописанные способы, используют сложное оборудование.

   Тщательная очистка трансформаторного масла позволяет вернуть ему характеристики базового

Отработанное трансформаторное масло при тщательной очистке может стать базовым маслом, которое можно будет еще очищать несколько раз, но для этого надо применять современные технологические процессы и оборудование. Сушка трансформаторного масла может осуществляться в вакууме либо посредством выпаривания. Вакуум считается более экономным и совершенным методом.

Из средства извлекаются вся влага и растворенный кислород. Сухое масло каплями оседает на дне бака. Сушка и ее положительные результаты будут лучше, если масло будет нагрето, так быстрее испаряется влага. Скорость извлечения влаги из масла будет зависеть от давления вакуума и пара от воды. Сушка трансформаторного масла может проводиться также в цеолитовых установках. Масло фильтруется сквозь слой сит молекулярного типа, состоящих из искусственных цеолитов.

Итак, сушка средства крайне нужна, чтобы убрать всю влагу. При очистке работают фильтры с адсорбентами, а при восстановлении убирают все кислоты, кетоны и другие примеси. Регенерация — это и есть сушка, очистка и фильтрация. Основные требования к рассматриваемой группе материалов, под воздействием которых формируется уровень цены.

1. Высокий теплоотвод от электрических частей оборудования.
2. Высокая теплоемкость и проводность, электропрочность.
3. Низкая вязкость продукта в трансформаторе.
4. Не должно быть серных кислот.
5. Хорошая плотность масла.
6. Высокая температура вспышки при небольшой температуре работы оборудования (180 °С).

Специалисты советуют с особой осторожностью подходить к выбору марки масла для трансформаторов, поскольку от соответствия его состава стандартам зависит качество функционирования конкретного оборудования.

Краткие сведения о трансформаторном масле

Краткие сведения о трансформаторном масле

25.09.2018

Большое количество телефонных звонков, поступающих в офис касаются вопросов, связанных с закупкой трансформаторного масла.
Наиболее часто задаваемые вопросы:
Какое масло мне подойдёт?
Какое масло можно использовать для доливки в трансформатор?

Давайте по порядку разберёмся, что такое трансформаторное масло, для чего оно используется и как его подобрать.

Куда заливают трансформаторное масло?

Трансформаторные масла относятся к категории энергетических, а значит требуют особых условий использования и хранения. Многие имеют представление о том, что такое трансформаторы, только мало кто обращал внимание, что в верхней части большинства данных установок находится расширительный бак, в который и заливается трансформаторное масло, заполняя собой пространство трансформатора.
Конечно, о смазывании трансформатора изнутри речь не идёт, всё дело в том, что трансформаторное масло обладает хорошей теплопроводностью и диэлектрическими свойствами и используется в энергетике в качестве изолирующей среды и как средство эффективного отвода тепла.

Ещё одной распространённой областью применения трансформаторного масла является использование в контактных группах масляных выключателей. Напряжение в данном оборудовании составляет сотни тысяч вольт, и сила тока достигает 50 000 ампер. В данном случае, масло, конечно, выступает в роли жидкого диэлектрика, но основное его назначение — эффективное гашение электрической дуги, возникающей при замыкании и размыкании контактов.
Обращая внимание на область применения, делаем вывод, что состав и качество трансформаторного масла должны быть на высшем уровне.

Данный вид масел относится к категории минеральных и производится из соляровой фракции, получаемой в результате перегонки нефти. Трансформаторное масло не токсично и наносит минимальный вред окружающей среде при условии правильной эксплуатации, хранения и утилизации.

Вязкость трансформаторного масла

Одной из важнейших характеристик трансформаторного масла является его кинематическая вязкость. Показатель при температуре 50 °С составляет порядка 9 мм2/с у марок Гк, ТКп, ТСО, Т-1500У и ВГ. Исключением является арктическое исполнение масла Гк — АГк. Его показатель при 50 °С — 5 мм2/с. Данная величина ниже стандартной из-за эксплуатации АГк при температурах ниже -60 °С.
Перед заливкой в трансформатор масло должно проверяться в лаборатории предприятия или независимой лаборатории на соответствие показателям, указанным в паспорте и эксплуатационный документации предприятия.
Обязательными показателями для определения являются:
— вязкость;
— температура вспышки;
— пробивное напряжение.
Обратите внимание, что в маслонаполненное оборудование заливается только «осушенное» трансформаторное масло.

Снижение электрической прочности можно заметить в трансформаторных маслах, содержащих в своём составе растворённую воду, в случаях резкого падения температуры окружающей среды и относительной влажности, при вскрытии и перемешивании масла, когда вода попадает в ёмкость с поверхности тары. Каждый год масло из трансформаторов проходит проверку, в результате которой принимается решение об очистке, замене или регенерации продукта.

Данная процедура должна быть выполнена специалистами и в связи с этим, мы предлагаем свои услуги. Менеджеры нашей компании всегда готовы оказать квалифицированную помощь в подборе масла, а также направить к Вам на объект бригаду специалистов, производящих работу с маслами, бывшими в эксплуатации.

Трансформаторное масло

и его эволюция

Трансформаторное масло и его эволюция

Трансформаторное масло — это минеральное изоляционное или охлаждающее масло, полученное из сырой нефти. Это смесь различных углеводородов, частично состоящая из алифатических соединений (соединений с открытой цепью) с общей формулой — C _n H _{2n + 2} и C _n H _2n .

Типы используемых масел

Минеральное масло и синтетическое масло являются наиболее часто используемыми трансформаторными маслами.

Минеральные масла

Это нефтепродукты, такие как трансформаторное масло на нафтеновой основе и трансформаторное масло на парафиновой основе.Трансформаторные масла на нафтеновой основе известны своим распределением тепла, что является одной из основных проблем трансформаторов. Он также обладает хорошей текучестью при низких температурах и не содержит воска. Эти масла лучше использовать при низких температурах. Несмотря на то, что он легче окисляется, продукт, образованный в результате этого процесса (например, шлам), растворим. Следовательно, он не будет препятствовать системе охлаждения трансформатора.

Трансформаторное масло на парафиновой основе получают из парафиновой сырой нефти с использованием методов разделения растворителей.Он известен своей хорошей термической стойкостью и стойкостью к окислению, а также хорошей вязкостью при высоких температурах. Из-за высокого индекса вязкости из-за присутствия парафина, хотя скорость окисления ниже, чем у нафтеновых масел, осадитель или ил образуются из-за окисления. Это может стать препятствием для отвода тепла. Благодаря низкой скорости окисления, экономической эффективности и доступности это масло широко используется в Индии.

Синтетические масла

Синтетические масла на основе силикона были популярны в середине 70-х годов.Обычно он используется в пожароопасных зонах из-за его огнестойких свойств. У него также мало проблем с низким тепловыделением и высокой влагопоглощающей способностью. Кроме того, оно дороже минерального масла.

Рисунок 1

Переход с обычных масел

Масла на нефтяной основе действительно очень эффективны в качестве трансформаторного масла. Однако из-за высокой воспламеняемости небольшая утечка может легко воспламениться. Это одна из причин, по которой синтетические масла используются в пожароопасных зонах.А также нормы пожарной безопасности требуют, чтобы эти трансформаторы были негорючими или сухими, если они использовали их внутри жилых домов.

Минеральное масло опасно для человека и окружающей среды. Это в основном доступно как побочный продукт переработки сырой нефти для производства бензина и других нефтепродуктов. В основном он состоит из алканов и циклоалканов. А его плохая биоразлагаемость делает его потенциальным долгосрочным источником загрязнения окружающей среды. А также они классифицируются Всемирной организацией здравоохранения как канцерогенные вещества.

Рисунок 2: Использование наночастиц

Альтернатива минеральному маслу

Существует несколько альтернатив этим минеральным маслам. Некоторые из них представляют собой пентаэритритолтетражирную кислоту, натуральные и синтетические сложные эфиры.

Некоторые из преимуществ по сравнению с минеральным маслом:

• Низкая летучесть
• Высокая температура воспламенения, что позволяет использовать его в местах с повышенным риском возгорания
• Более низкая температура застывания
• Повышенная устойчивость к влаге
• Улучшенная работают при высоких температурах
• Нетоксичен
• Биоразлагаемый.

Масла на основе силикона еще менее воспламеняемы, но они не только дороги, чем сложные эфиры, но и менее подвержены биологическому разложению. Исследования продолжаются в использовании масел на растительной основе, таких как кокосовое масло. Но он оказался непригодным для холодных климатических условий, а также для напряжений более 230 кВ. Из рисунка 1 можно также сказать, что коэффициент рассеяния снижается с течением времени, что не так обычно, как в случае других трансформаторных масел.

Использование наночастиц

В большинстве приложений нанотехнологии являются окончательным ответом на их чувствительность.Существовала некоторая литература о наночастицах оксидов титана и оксидов железа в трансформаторных маслах. Максимальное усиление BDV наблюдалось при использовании этих частиц, что достигается добавлением различных типов оксидов в многообещающие жидкости на основе сложных эфиров, чтобы сделать их даже лучше, чем раньше, за счет чего можно повысить эффективность. Многие масла содержат определенные ароматические соединения (соединения с замкнутой цепью или кольцом), связанные с бензолом, нафталином и их производными с алифатическими цепями.Хорошее трансформаторное масло должно изолировать и предотвращать вспышки на открытых частях оборудования, а также должно эффективно передавать тепло от сердечника к излучающей поверхности. Трансформаторное масло с высокой диэлектрической прочностью всегда рассматривается как применение, в котором оно используется.

Испытания трансформаторного масла

Для определения качества трансформаторного масла проводятся следующие испытания:

• Диэлектрическая прочность
• Влажность
• Кислотность
• Межфазное натяжение
• Испытание коэффициента диэлектрической диссипации для коррозионной серы в масле
• Тест на устойчивость к окислению
• Удельное сопротивление (удельное сопротивление)
• Температура вспышки
• Температура застывания
• Вязкость
• Тест на осадок
• Анализ растворенного газа (DGA).

Рисунок 3: Испытание на электрическую прочность

Испытание на электрическую прочность

На электроды, погруженные в испытательное масло (с зазором 2,5 мм), прикладывают возрастающее переменное напряжение номинальной частоты примерно со скоростью 2 кВ / сек, начиная с нуля до значения, вызывающего пробой. В тестовом комплекте предусмотрено автоматическое отключение напряжения питания в течение 0,02 секунды. Испытание должно быть повторено шесть раз для одного и того же наполнения ячейки, и среднее арифметическое результатов записывается как электрическая прочность или BDV (напряжение пробоя) испытываемого масла.Испытание должно проводиться в сухом месте, свободном от пыли и напряжения, подаваемого каждый раз после исчезновения пузырьков воздуха. Временные интервалы должны составлять пять минут, если исчезновение пузырьков воздуха не наблюдается.

Рисунок 4: Обработка трансформаторного масла

Обработка трансформаторного масла

Твердые материалы и молекулы воды удаляются из трансформаторного масла с помощью центробежных сепараторов. Помимо вышеуказанного процесса, также выполняются деаэрация, фильтрация и обезвоживание для повышения качества трансформаторного масла.В небольших трансформаторах очистка масла осуществляется непосредственно путем удаления масла и очистки оборудования. После очистки масло перекачивается с помощью фильтровальных установок. В больших трансформаторах масло циркулирует через очиститель без удаления масла. Этот процесс выполняется без подачи питания на трансформатор.

Ингибиторы

Чтобы продлить или замедлить процесс окисления, используются такие вещества, как дитерильный бутилпара-крезол (DBPC). Этот процесс называется «подавлением масла».С помощью этого процесса срок службы масла может быть увеличен в три-четыре раза по сравнению с фактическим периодом. Инфракрасная спектроскопия, газовая хроматография или тонкослойная хроматография используются для обнаружения присутствия DBPC в масле.

Состав трансформаторного масла — Powerlink Oil Refinery LTD

Состав трансформаторного масла

Трансформаторное масло используется для изоляции электрической энергии трансформатора и используется для остановки прямого контакта кислорода в трансформаторе.Трансформаторное масло представляет собой комбинацию минеральных масел. Оно бывает двух типов: трансформаторное масло на парафиновой основе и трансформаторное масло на основе нафты.

1) Трансформаторное масло на парафиновой основе:

Парафин: Парафин — это твердое вещество без цвета и запаха, которое не растворяется в воде и плохо реагирует с какими-либо реагентами. Он является членом алканового ряда и смеси углеводородов. Он используется в гидроизоляционной бумаге, свече, а также для покрытия и герметизации.

Парафиновое масло: Парафиновое масло представляет собой смесь алкановых углеводородов с температурой кипения (150-300) градусов Цельсия в жидкой форме.Это масло в основном используется в гигиеническом масле, холодном креме, парфюмерии, косметических веществах, свечах и в медицинских целях.

2) Трансформаторное масло на основе нафты:

Нефть нафта: Нефть нафта — легковоспламеняющаяся или горючая смесь жидких углеводородов. Нафта производится из конденсатов природного газа, нефтяного дистиллята, перегонки торфа и каменноугольных смол.

Разница между трансформаторным маслом на основе парафина и трансформаторным маслом на основе нафты:

Трансформаторное масло на парафиновой основе:

• Парафиновое масло окисляется меньше, чем нафтовое масло.
• Парафин менее растворим, чем нафтовое масло.
• Осадок парафинового масла не осаждается на дне масляного бака и не нарушает работу системы охлаждения трансформатора.
• Парафиновое масло больше используется в Индии из-за его доступности.

Трансформаторное масло на основе нафты:

• Нафта масло более окисляется, чем парафиновое масло.
• Нафта более растворима, чем парафиновое масло.
• Осадок нафты не осаждается на дне трансформатора и не нарушает работу системы охлаждения трансформатора.
• Масло нафты используется меньше, чем парафиновое масло, потому что его нелегко найти в нашей стране.

Влияние углеводорода в трансформаторном масле:

Углеводород помогает получать или производить нефть для трансформаторных масел и определяется очень низкими значениями tan ẟ при 50 Гц и температурах от (20-125) ℃. Ионал (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфинол) используется во фракции моноциклических ароматических углеводородов, выделенных из дистиллята трансформаторного масла. Это может ускорить процесс образования смолы и может увеличить tan ẟ.Фракция изолированного ароматического углеводорода имеет более высокую проводимость, чем парафиновая и нафтеновая фракции.

Химические свойства трансформаторного масла:

1. Число нейтрализации: Число нейтрализации — это количество в миллиграммах гидроксида калия для полной нейтрализации кислот, присутствующих в 1 г изоляционного масла. Причина нейтрализации трансформаторного масла связана со старением и окислением. Эффект нейтрализации числа коррозии различных частей трансформатора, деградации изоляции и снижения электрической прочности.

2. Устойчивость к окислению: Устойчивость к окислению — это химическая реакция, возникающая в результате сочетания смазочного масла и кислорода. Влага является причиной устойчивости к окислению. В отсутствие стойкости к окислению коррозия металла минимизирует срок службы трансформатора.

3. Влага: Небольшое количество воды, из-за которой что-то становится влажным или влажным, называется влагой. Химическая реакция и дыхание являются причиной влажности. Отсутствие влаги может снизить электрическую прочность (BDV) и коэффициент рассеяния.

4. Растворенные газы: Это измерение растворенных газов, образующихся в масле в результате разложения масла. Дуговой разряд и частичный разряд являются причиной растворенных газов. Эффекты растворенных газов включают частичный разряд, разряд с низкой энергией, дугу и высокую температуру.

Заключение

Напоследок можно сделать вывод, что трансформаторное масло сочетается с разными типами компонентов. Трансформаторные масла — это минеральные масла, растворенные газы, парафин, нафта и углеводороды.

Типы трансформаторного масла

| Sciencing

Обновлено 7 декабря 2019 г.

Автор: Кевин Бек

Когда вы увидите или услышите слово «трансформатор», в зависимости от того, когда вы родились, чем вы зарабатываете себе на жизнь, и к каким развлечениям стремитесь, вы почувствуете себя скорее всего, представьте себе гигантского красочного робота или ключевой компонент любой электросети. Даже если вы не знаете, что делает трансформатор, вы, вероятно, видели их, и если вы читаете это в помещении, то, скорее всего, находитесь в пределах пары сотен футов от трансформатора.

Как практически все компоненты современных систем энергоснабжения, трансформаторы работают во внутренней среде, которая характеризуется выделением значительного количества тепла. Кроме того, важно ограничить поток электроэнергии внутри трансформатора к рабочим частям, которые в этом нуждаются. Это означает, что трансформаторам для оптимальной работы требуется как охлаждающая жидкость, так и какой-то изолятор.

В результате этих соображений трансформаторное масло является критически важным элементом в системах электроснабжения, поскольку определенные типы масла обладают свойствами, которые способствуют безопасной и бесперебойной работе этих устройств.Поскольку у трансформатора нет движущихся частей, вы можете удивиться, что им вообще нужно масло, но некоторые из более крупных моделей содержат несколько тысяч галлонов.

Что такое электрический трансформатор?

Задача трансформатора — преобразовать напряжение, поступающее в трансформатор по проводу, в большее или меньшее значение, в зависимости от потребностей той части электросети, в которой находится трансформатор. Обычно, когда электроэнергия покидает электростанцию, на которой она вырабатывается, напряжение увеличивается («повышается») по мере того, как оно передается на высоковольтные линии электропередачи, что легко определить по высоким башням, тянущимся через длинные участки сельской местности.

В точках пути провода выходят из линий высокого напряжения (до 750 000 В), а трансформаторы на подстанциях снижают («понижают») напряжение для подачи в дома, офисы и т. Д. Другие трансформаторы, расположенные ближе к точке подачи электроэнергии, дополнительно снижают напряжение, при этом 120 В является стандартным напряжением, получаемым в электрических розетках в Соединенных Штатах.

Физика трансформаторов

Трансформатор схематично можно представить как прямоугольную полую коробку из железа, материала, который сильно намагничен.С одной стороны входит провод, несущий электричество, и несколько раз наматывается на эту сторону трансформатора. Такое же расположение видно на другой стороне, но с другим количеством витков провода вокруг трансформатора.

Движущиеся заряды (ток, представленный как I ) генерируют магнитные поля, которые, в свою очередь, индуцируют собственные токи. Это соотношение приводит к выражению:

, где нижние индексы p и s обозначают первичную и вторичную катушки.Таким образом, изменение напряжения контролируется изменением количества витков.

• Обратите внимание, что трансформаторы не могут генерировать дополнительную мощность (P). Поскольку P = IV, любое увеличение напряжения в трансформаторе требует соответствующего падения тока и наоборот.

Типы трансформаторов

Некоторые трансформаторы имеют только одну катушку и работают с использованием провода «ответвления», который подключается к этой катушке. Они называются автотрансформаторами .

Измерительные трансформаторы не используются в электрических сетях, а используются для тестирования и стандартизации оборудования, такого как вольтметры и ваттметры (которые измеряют электрическую мощность в ваттах или Вт). Трансформаторы потенциала (PT) используются для понижения напряжения, а трансформаторы тока (CT) понижают ток.

Функции трансформаторного масла

Основная задача трансформаторного масла — защита первичной обмотки трансформатора, то есть проводов и железного сердечника. Он также действует как изолятор (также называемый диэлектриком , материал или просто диэлектриком), не позволяя разрушающим химическим реакциям, главным образом окислению, достигать проводов.

Еще одно предназначение трансформаторного масла — отвод тепла.Хотя технически нет движущихся частей, постоянно меняющиеся магнитные и электрические поля в трансформаторе (который работает от переменного тока) создают силы, которые приводят к значительному тепловыделению. Если это не может быть поглощено обычно огромным количеством масла в трансформаторе, это может привести к повреждению, включая опасные и даже взрывоопасные последствия.

Потенциальное повреждение трансформатора от окисления касается не самого железного сердечника, что может удивить вас, если вы поймете, что окисление железа приводит к образованию ржавчины.Напротив, именно целлюлозная бумага, окружающая трансформатор, подвержена окислительному повреждению, а трансформаторное масло служит физическим барьером для протекания этого процесса.

Идеальные свойства трансформаторного масла

Информация, приведенная в предыдущем разделе, может быть разделена на отдельные электрические, химические и физические свойства, которыми трансформаторное масло должно обладать, чтобы быть максимально эффективным.

• Электрические свойства: Электрическая прочность , или способность служить эффективным изолятором, является основной проблемой в этой области.Масло должно иметь известный (конкретный) уровень сопротивления , которое представляет собой напряжение, деленное на ток (R = V / I), и чувствительно к изменениям температуры в трансформаторе. Наконец, коэффициент диэлектрического рассеяния масла определяет, какой ток неизбежно «утекает» из системы.
• Химические свойства: Содержание воды в масле нежелательно, поскольку снижает диэлектрические свойства масла. Кислотность и содержание шлама также должно быть минимизировано.
• Физические свойства: Желательно высокое межфазное натяжение между границей нефти и воды, а также высокая температура вспышки (температура, при которой масло становится летучим или легковоспламеняющимся) и низкая температура застывания (температура, при которой масло начинает течь свободно).

Типы трансформаторного масла

В настоящее время используются два основных типа трансформаторного масла: трансформаторное масло на парафиновой основе и трансформаторное масло на основе нафты .

Масло на основе парафина не так легко окисляется, как масло на основе нафты, теоретически образуя меньше шлама. Тем не менее, любой осадок нефти на основе нафты удаляется легче, чем осадок нефти на основе парафина, потому что он более растворим. Когда ил накапливается на дне контейнера трансформатора, он мешает его работе.

Масло на основе нафты не содержит растворенного воска, в отличие от масла на основе парафина. Этот воск может повысить температуру застывания и потенциально вызвать проблемы, но в более теплом климате, где температура никогда не становится очень низкой, это не проблема.

Несмотря на очевидное превосходство масла на основе нафты, парафиновое масло остается наиболее часто используемым типом масла в трансформаторах во всем мире.

Испытания трансформаторного масла

Одним из неприятных аспектов электрического оборудования, которое работает 24 часа в сутки, семь дней в неделю, является необходимость постоянного тестирования и технического обслуживания для обеспечения как безопасности, так и правильного функционирования системы, в которой находятся электрические элементы. Трансформаторное масло в этом отношении ничем не отличается.

Трансформаторы маркируются при испытании, поэтому дата следующего запланированного испытания указывается четко, как на наклейке, которую автомобиль получает после замены масла в качестве напоминания.Тестируемое масло берется снизу трансформатора.

Трансформаторное масло проходит контроль одним из двух способов. Он должен выдерживать 45 кВ в течение одной минуты в испытательной чашке с зазором 4 мм между электродами, помещенными в масло. Он также должен выдерживать 25 кВт в течение одной минуты в чашке того же типа с зазором 2,5 мм, разделяющим электроды. Неспособность выдержать напряжение возникает, когда диэлектрическая прочность масла превышена, и искра может «прыгать» между электродами.

Применение трансформаторного масла в маслонаполненном высоковольтном электрооборудовании

Надежность высоковольтных трансформаторов в тяжелых условиях эксплуатации во многом определяется качеством изоляционного масла.

Минеральное трансформаторное масло широко используется для охлаждения и электроизоляции в маслонаполненных электрических системах.

Трансформаторное масло — продукт переработки сырой нефти, и его химический состав в значительной степени определяется углеводородным составом сырой нефти и методом очистки.Известно, что на характеристики нефти влияет химический состав нефти и технология добычи. Химический состав трансформаторного масла существенно влияет на его характеристики.

Нефтяные фракции сырой нефти и произведенного трансформаторного масла содержат сложную комбинацию парафиновых, нафтеновых, ароматических и нафтеново-ароматических групп, независимо от состава нефти и технологии очистки.

Кроме того, трансформаторное масло содержит кислородные, серные и азотные производные этих углеводородов, которые обычно снижают его характеристики.

Минеральные трансформаторные масла обычно имеют низкую вязкость, легко пропитывают твердую изоляцию, значительно улучшая ее электрическую прочность. Кроме того, минеральные масла отличаются высокой теплоемкостью. Сочетание низкой вязкости с высокой теплоемкостью позволяет использовать в качестве хладагента минеральное трансформаторное масло. Тепло от маслонаполненного оборудования отводится в основном за счет конвекции жидкости. Этот процесс во многом определяется вязкостью масла, поэтому чем ниже вязкость, тем лучше отвод тепла, т.е.е. улучшенное охлаждение.

Важным условием роста энергетического сектора является увеличение производства и использование высококачественных масляных высоковольтных вводов и маслонаполненных электрических систем.

Для удовлетворения потребностей промышленности тепловые и электрические станции должны использовать нефть, полученную из высокосернистой нефти, поочередно улучшая ее производительность на месте.

Важнейшей частью трансформаторного масла являются углеводороды. Углеводородные компоненты, составляющие большую часть нефти, делятся на три категории: парафиновые, нафтеновые и ароматические.

Помимо углеводородов, масло содержит неуглеводородные соединения, которые содержат соответствующий углеводородный каркас с одним, двумя, тремя или более атомами серы, кислорода или азота.

Некоторыми неуглеводородными соединениями в трансформаторных маслах являются асфальты и смолы, серные и азотные органические соединения, нафтеновые кислоты, сложные эфиры, спирты и соединения металлов.

Асфальты и смолы

Переработка снижает количество битумов и смол в рыночном трансформаторном масле до 2.0-2,5%. Даже при такой относительно низкой концентрации некоторые вещества этого типа оказывают значительное влияние на характеристики трансформаторного масла. Асфальты и смолы придают маслу свой цвет, некоторые из них обладают ингибирующим действием, а другие пассивируют антиокислительные присадки. В процессе окисления смолы образуют часть образующегося осадка.

Асфальты и смолы включают следующие вещества:

• смолы нейтральные, растворимые в нефтяных эфирах, жидких и полужидких масляных фракциях; плотность их составляет около 1.0;
• асфальтены, твердые вещества, не растворимые в петролейном эфире, но хорошо растворимые в бензоле, хлороформе и сероуглероде; их плотность выше 1;
• поликарбонаты, не растворимые в обычных растворителях и частично растворимые в пиридине и сероуглероде;
• кислоты асфальтогенные и их ангидриды, нерастворимые в петролейном эфире, но растворимые в спирте;
• асфальтены и нейтральные смолы, представляющие собой кислородные полициклические соединения, содержащие не более одной двойной связи; специфические реакции позволили определить присутствие ароматических ядер, серы и азота в смолах, поэтому они классифицируются как нейтральные полициклические гетеросоединения.

Структурный анализ смол выявил наличие полициклических структур, в основном ароматических.

Серные соединения

Соединения серы присутствуют во всей сырой нефти, но их концентрация широко варьируется от десятков процентов до 20% по весу. Сера оказывает заметное влияние на свойства сырой нефти и выбор метода очистки.

В то время как низкокипящие фракции (бензин, керосин и др.) Включают почти все виды серных соединений, фракции, кипящие при 200 ° С и выше, содержат циклические серные соединения, в основном ароматические.

При перегонке большая часть серных соединений концентрируется в масляных фракциях.

За счет обессеривания содержание серы в трансформаторном масле снижается до 0,6-0,8%. Серные соединения снижают термическую стабильность трансформаторного масла и увеличивают количество осадка во время использования.

Наиболее распространенные серные соединения в масле:

• меркаптаны;
• сульфиды;
• дисульфиды;
• тиофен.

Серные соединения в трансформаторном масле вызывают коррозию.

Из-за высокой химической активности сернистых соединений их содержание в трансформаторном масле регламентировано стандартами.

Соединения азота

Количество азотных соединений в сырой нефти обычно не превышает 0,8%. В основном это производные пиридина и бензазина. Также существуют пирролы, бензопирролы и дибензопирролы. Азотные соединения в трансформаторном масле ускоряют окисление углеводородов. Таким образом, гетероциклические соединения азота катализируют окисление и нежелательны в трансформаторном масле.

Нафтеновые кислоты и соединения кислорода

Нафтеновые кислоты содержатся в нефтяных дистиллятах в количестве от 0,02% до 2,6%. Установлено, что нафтеновые кислоты ускоряют образование в масле нерастворимых шламов, которые взаимодействуют с конструкционными материалами трансформатора.

Нафтеновые кислоты включают циклические (циклопентан и циклогексан) и бициклические одноосновные кислоты.

Карбоновая группа нафтеновых кислот связана с циклом одной или несколькими метиленовыми группами.В процессе очистки дистиллята трансформаторного масла нафтеновые кислоты в значительной степени удаляются, поэтому их содержание в готовом продукте не превышает 0,02% по массе, что соответствует кислотности масла 0,05 мг КОН / г. Нафтеновые кислоты легко реагируют со спиртами, аминами, основаниями и такими металлами, как медь и свинец.

Нафтеновые кислоты также образуются при окислении нафтеновых углеводородов при использовании трансформаторного масла.

Помимо нафтеновых кислот, масла содержат жирно-ароматические кислоты, а также сложные эфиры, спирты, кетоны и пероксиды.

Соединения металлов

Трансформаторное масло всегда содержит соли органических кислот и комплексы металлов. Было определено, что соединения германия присутствуют во всех фракциях сырой нефти в концентрации 19 граммов на тонну. Железо и медь присутствуют в трансформаторных маслах в следовых количествах. Масла также содержат в следовых количествах другие металлы, такие как алюминий, серебро, хром, молибден, кальций и т. Д. Металлы образуют соли с кислотами в масле, увеличивая коэффициент рассеяния.

Основным трансформаторным маслом является высокая диэлектрическая прочность.На напряжение 110-1150 кВ в основном используются герметичные вводы с масляно-бумажной изоляцией. Поэтому для обеспечения надежной работы маслонаполненных вводов важны такие факторы, как устойчивость трансформаторного масла к частичным разрядам. Кроме того, масло не должно вступать в реакцию с материалами конструкции электрооборудования.

Трансформаторное масло в современном электрооборудовании используется в сильных электрических полях; напряженность поля около высоковольтной обмотки может достигать 70 кВ / см.Температура верхних слоев масла может достигать 95 ° С. Высокая напряженность поля и высокая температура в сочетании с небольшими изоляционными зазорами являются суровыми условиями, в которых используется масло.

Следовательно, помимо высокой диэлектрической прочности, масло также должно обладать высокой устойчивостью к окислению, низким содержанием газа в сильных электрических полях и низкими диэлектрическими потерями.

Кроме того, трансформаторное масло в электрооборудовании контактирует с медью и железом, которые катализируют окисление углеводородов в масле.Эти факторы ускоряют старение масла, снижая его производительность и эффективность электрических систем в целом.

Масло подвергается термическому, химическому и электрическому старению в сильных электрических полях и высоких температурах электрических систем, что снижает его характеристики из-за изменений его молекулярного состава.

Старение масла вызывает осаждение шлама в обмотках и сердечнике. Твердый осадок препятствует охлаждению, ускоряет старение бумажной изоляции и значительно снижает ее диэлектрические свойства.

Минеральные масла | Журнал Трансформеры

Не все минеральные масла одинаковы

Аннотация

Срок службы трансформатора связан с фундаментальной ролью изолирующих жидкостей для рассеивания тепла и защиты твердой изоляции трансформатора. Исторические события, влияющие на источник сырой нефти, и достижения в технологии нефтепереработки означают, что не все минеральные изоляционные масла одинаковы.В частности, изопарафиновые масла могут предложить повышенную стойкость к окислению, более низкую вязкость при более низких температурах и превосходную теплопередачу, что приводит к повышению надежности и полезности для операторов трансформаторов.

Ключевые слова: изопарафиновое, нафтеновое, трансформаторное масло, минеральное изоляционное масло, жидкая изоляция

1. Введение

До того, как Элиху Томсон, инженер-электрик, работавший в Westinghouse в США, в 1887 году запатентовал использование минерального масла в трансформаторах, растущая трансформаторная промышленность стояла перед серьезной проблемой, которую необходимо было решить.Во время работы трансформаторов происходят потери энергии с выделением тепла. По мере приложения более высоких нагрузок потери возрастают экспоненциально, быстро повышая температуру в сердечнике и обмотках трансформатора. Без надлежащего охлаждения это тепло преждевременно приводит к старению трансформатора, что в конечном итоге приводит к отказу оборудования. В то время единственным используемым изоляционным материалом был воздух, но поскольку эти первые трансформаторы генерировали большие потери, они были быстро ограничены в размерах из-за быстрого выделения тепла, которое воздух не мог должным образом рассеивать.Любые попытки использовать более крупные устройства потерпят неудачу. Как только Элиху Томсон определил масло как легкодоступное решение, началась история масла как изолирующей среды. Сегодня во всем мире в электрооборудовании используется несколько миллиардов литров минерального масла.

В этой статье дается обзор функций минеральных изоляционных масел, их химического состава и технологий производства. Особое внимание уделяется описанию того, как различия в источниках сырой нефти и процессе переработки могут повлиять на окончательный химический состав нефти и, следовательно, на ее характеристики в трансформаторе.

2. Функции минерального изоляционного масла

Изоляционные жидкости, выполняющие четыре основные функции, являются важным компонентом энергетического оборудования. Первоначально двумя основными функциями жидкости были отвод тепла посредством конвекции (теплопередача) и действие в качестве изоляционного материала, обеспечивающего электрическую прочность. По мере развития методологии тестирования и нашего понимания масла в трансформаторах важность третьей функции росла — диагностического инструмента (например,Анализ растворенного газа). Как и при тестировании на холестерин в крови человека, измерение и мониторинг конкретных химических маркеров в трансформаторном масле позволяет на раннем этапе обнаруживать предупреждающие признаки в состоянии трансформатора.

Чистота и химический состав трансформаторного масла

Качество или характеристики электроизоляционного масла определяются его химической структурой. Химическая структура определяет постоянство его вязкостных характеристик, его стойкость к окислению (долговечность) и его совместимость с другими материалами.

Помимо химического состава, чистота (содержание влаги и примесей) масла также влияет на многие свойства масла, включая удельное сопротивление и диэлектрические свойства. Качество или чистота трансформаторного масла обычно контролируется процессами переработки и последующей очистки, тогда как основная химическая структура определяется в первую очередь источником сырья для процесса очистки.

Разработаны процессы повторной очистки для производства нового трансформаторного масла из исходного сырья отработанного трансформаторного масла.Принято считать, что доступность нафтеновой сырой нефти сокращается, а текущие первичные запасы становится все труднее перерабатывать. Однако в мировой энергетике имеется значительный запас высококачественного нафтенового масла, и именно это сырье восстанавливается на переработчиках.

Понимание того, как работают процессы повторной очистки, требует базового понимания того, как химическая структура минерального трансформаторного масла определяет его характеристики, что происходит в процессе старения / окисления трансформаторных масел и как процесс повторной очистки обращает процесс окисления в обратном направлении.

Такие процессы очищают использованные или окисленные или загрязненные трансформаторные масла для производства нового высококачественного ингибированного трансформаторного масла с превосходными характеристиками стойкости к окислению, низким содержанием коррозионной серы и превосходными электрическими и изоляционными свойствами. Все эти результаты достигаются при одновременном сокращении выбросов углерода при производстве и использовании электроизоляционных масел.

Некоторые ключевые характеристики трансформаторного масла можно объяснить с помощью химической структуры масла.Например:

• Высокое удельное сопротивление / низкая проводимость связаны с относительно устойчивой неполярной структурой хорошо очищенной углеводородной нефти. Не только само масло непроводящее, но и в хорошо очищенном и чистом состоянии оно также будет удерживать очень мало влаги, что, в свою очередь, способствует поддержанию хорошего удельного сопротивления, диэлектрической прочности и высокого напряжения пробоя.
• Минеральное трансформаторное масло обычно имеет преимущественно нафтеновую структуру, но также имеет существенные парафиновые и некоторые ароматические свойства.Обычно порядка 45-50% нафтеновых, 5% ароматических и остальное парафиновых. Эта структура совместима со структурой крафт-бумаги, которая имеет сложную полифенольную структуру, которая содержит значительное количество ароматических и парафиновых элементов.
• Нафтеновый компонент трансформаторного масла имеет основополагающее значение для стабильной вязкостной характеристики масла. Циклический характер нафтенового компонента масла устойчив к парафинизации при низких температурах и сохраняет стабильность при более высоких температурах.Нафтеновые минеральные масла — идеальное масло для электроизоляционных масел.
• Углеводородные масла содержат смесь одинарных и множественных углерод-углеродных связей. Чем больше одинарных связей в масле, тем более насыщена водородом молекула масла. Более насыщенные молекулы масла менее склонны к окислению, чем менее насыщенные молекулы масла.

Уравновешивание содержания нафтенового, парафинового и ароматического углерода в трансформаторных маслах для улучшения характеристик и увеличения срока службы трансформатора

Рональд Р.Хилл и Захари К. Паттерсон

Хотя традиционные нафтеновые масла обеспечивают в целом приемлемые свойства для трансформаторных масел, испытания показали, что масло с более высоким содержанием парафинового углерода может обеспечить улучшенные характеристики и увеличенный срок службы трансформатора .

Состав трансформаторных масел, в частности баланс между содержанием нафтенового, парафинового и ароматического углерода, может играть важную роль в определении рабочих характеристик и срока службы трансформаторов.Хотя традиционные нафтеновые масла обеспечивают в целом приемлемые свойства трансформаторных масел, испытания доказали, что масло с более высоким содержанием парафинового углерода может обеспечить улучшенные характеристики и увеличенный срок службы трансформатора.

В этой статье освещаются ключевые свойства трансформаторных масел с различным химическим составом, а также испытания, которые были предприняты для определения того, могут ли масла с более высоким содержанием парафинового углерода обеспечивать улучшенные характеристики по сравнению с маслами с более высоким содержанием нафтенового углерода.Эти ключевые свойства включают:

• Устойчивость к окислению, которая может повлиять на срок службы трансформатора.
• Склонность к газообразованию, которая может влиять на способность масла адсорбировать газ в условиях частичного разряда.
• Содержание ароматических углеводородов, которое может способствовать преимуществам SHE и отрицательной тенденции к газообразованию.
• Низкотемпературная вязкость, которая может повлиять на работоспособность при низких температурах.
• Возможности теплопередачи, которые могут определять нагрузки и размер трансформатора.
• Совместимость материалов, которая может повлиять на предотвращение утечек.

Чтобы прочитать статью полностью, войдите в свою учетную запись и нажмите кнопку «Загрузить» или подпишитесь.

Загрузить PDF

.