что такое кислотность трансформаторного масла

Что такое кислотность трансформаторного масла

Кислотное число трансформаторного масла – один из важнейших параметров данного нефтепродукта. Определение кислотного числа является неотъемлемой частью как сокращенного, так и полного анализа трансформаторного масла.

В общем случае кислотным числом называют количество миллиграммов КОН, требующегося для нейтрализации 1 г нефтепродукта.

Подлежит определению данный параметр также и при приемочных испытаниях. Для этого необходим кипящий этиловый спирт, с помощью которого из масла извлекаются все свободные кислоты. Затем их титруют спиртовым раствором едкого кали с индикатором.

При массовых испытаниях в случае выявления превышения кислотным числом своей нормы применяется более простой способ, использующий спирто-бензольную смесь.

Что характеризует кислотное число трансформаторного масла

Можно сказать, что кислотное число является характеристикой степени удаления из масла нафтеновых кислот, которые при определенных условиях могут провоцировать коррозию металлических поверхностей. При взаимодействии кислот с металлами образуются соли, которые снижают устойчивость масел к окислению, повышают его эмульгируемость с водой, а также отрицательно влияют на диэлектрическую прочность.

Как мы отвечали выше, кислотное число является нормируемым параметром и в случае превышения рекомендуемого значения необходимо предпринимать меры, по снижению его численного значения.

Оборудование для снижения кислотного числа

Для удаления из трансформаторных кислотных составляющих и продуктов распада целесообразно использовать установки типа СММ-Р торговой марки GlobeCore. Данное оборудование разработано специально для продления срока службы силовых трансформаторов методом восстановления химического состава и диэлектрической прочности электроизоляционных масел.

Несомненное преимущество установок СММ-Р – это возможность проведения регенерации масел прямо в трансформаторе, который может пребывать как под напряжением, так и без него.

Обработка масла на месте эксплуатации позволяет растворить остаток с изоляции обмоток и удалить его при помощи сорбента Фуллерова земля.

Сам сорбент может использоваться многократно за счет реактивации непосредственно в регенерационном оборудовании. Процесс не прерывается на поиски и замену поглощающего вещества, что сокращает регенерацию во времени.

Источник

Назначение и технические характеристики трансформаторного масла, состав и свойства

Силовые высоковольтные трансформаторы работают под мощным напряжением, обеспечивая электричеством целые города и предприятия. Установки иннервируют много тепла. В процессе эксплуатации накапливают в себе продукты горения, вредные примеси. Если их не удалять вовремя, то электрические контакты будет утрачены, а медная проводка – расплавится. Значит, к трансформаторному изоляционному маслу – неотъемлемой составляющей и жидкому диэлектрику выдвигаются повышенные физические, химические, технические и эксплуатационные требования.

Добывают рабочую жидкость за счет перегонки очищенной сырой нефти с подачей температуры вскипания до 400 гр. На выходе получается масло с определенными свойствами, зависящими от изначально используемой нефти.

Назначение трансформаторного масла

Электрооборудование (трансформаторы, конденсаторы, кабели) с работой под высоким напряжением быстро сломаются и выйдут из строя, если их не заливать рабочим маслом. Его основное предназначение — изоляция токоведущих обмоток. Также жидкость:

Обмотка — играет в трансформаторе защитную функцию. Окружающее ее масло в резервуаре защищает от износа и выхода из строя. За счет конвекции поднимается вверх по трубе бака, охлаждается и вновь опускается вниз. Так циркулирует постоянно по мере нагревания.

Справка! Масло в резервуаре тушит вспыхнувшую дугу в случае пробоя обмотки. Это бессменный диэлектрик, заглушающий шум работы трансформатора, снижающий степень вибрации. Только благодаря масляной среде не происходит распространения электрического заряда.

Электрические трансформаторы

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

Заметка! Если мощность силового трансформатора – 50-500 кВА, то используется бумажно-масляная изоляция (пропитанная маслом изоляционная бумага). При мощности агрегата 20-30 кВА применимы сварные стальные конструкции в виде трубчатого бака, куда и помещается магнитопровод с обмотками. Между ними и маслом создается теплоотдача с хорошим коэффициентом теплопроводности, высокой точкой кипения. Рабочая жидкость не проводит электричество и не допустит короткого замыкания в системе.

Контактные группы выключателей

Выключатели на высоковольтных подстанциях подают электроэнергию в города, на промышленные предприятия. Их размеры соизмеримы с небольшим домом с работой под напряжением — 200 300000 Вт, силой тока до 50000 А.

Масло в выключателях служит:

Если возникнет электрическая дуга в случае замыкания контактов, то ситуация буквально за несколько циклов приведет к их разрушению. Если внутрь трансформатора залить свежее масло, то искрения попросту не произойдет.

Состав и свойства

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

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

Справка! Свойства масла может искажать воздействие высокой температуры, контакты с воздухом, лучами солнечного света и токами короткого замыкания. Нельзя допускать влияния данных факторов, иначе повысится кислотность, снизится электрическая прочность оборудования в случае разрушения изоляционной обмотки.

На свойства масла напрямую влияет тангенс угла диэлектрических потерь, поэтому недопустимо наличие волокон воды, жидкости, механических примесей в масле. Степень свежести нефтяного изоляционного масла для выключателей и трансформаторов должна соответствовать международным стандартам. Если из нефтяного дистиллята при очищении будут полностью устранены не углеводородные включения, то в результате ингибирования ионолом в разы повысится стабильность трансформаторного масла.

Технические характеристики

Данные жидкости должны быть сопоставимы с условиями эксплуатации электрического оборудования:

Справка! Серные соединения — химический элемент, провоцирующий коррозию и сопротивление контактов в переключателях.

Плотность

От плотности зависит качество, рабочие характеристики масла. Среднее значение при t +20 градусов — 900 кг/м3. По мере повышения температуры — снижается. При 0гр составляет 892 кг/м3.

Плотность — важный физический показатель масла, но полностью зависит от исходного сырья.

Коэффициент вязкости

Вязкость влияет на процессы теплообмена в наполненном агрегате маслом. Лучше, если этот показатель будет занижен для повышенной передачи тепла из обмоток.

Справка! По поводу вязкости трансформаторного масла нередко у специалистов возникают споры. Какое выбрать для заливки в электрическое оборудование? Высокая вязкость повышает электроизоляционные характеристики масла, низкая — отлично охлаждает. В целом вязкость должна зависеть от определенной температуры при работе агрегата. Силовые трансформаторы – тяжелые, габаритные. Вязкость — незаменимая часть при проведении экспертизы рабочей жидкости. Выявляется средний показатель, чтобы функциям.

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

Динамический

Коэффициент вязкости измеряется вискозиметром Энглера (в градусах). Рассчитывается по эмпирическим формулам с учетом силы подачи на твердый шарик в жидкости:. η = f/6ПrVk, где:

Справка! Вязкость в градусах Энглера – время, которое необходимо для израсходования масла (200 мл при t+ 50 градусов). Полученное время при расчетах делится на время истечения, объем дистиллированной воды (200 мл) при t+20 градусов.

Кинематический

Коэффициент, который получается при делении динамической вязкости на плотность трансформаторной жидкости.

Определяется вязкость за счет вискозиметра Цинкевича. Средний параметр — 28х10-6 м2/с3. При повышенном значении улучшаются электроизоляционные свойства масла. Хотя охлаждающая способность – снижается.

Совет! При выборе вязкости масла стоит опираться на среднее значение.

Кислотное число

Параметр важен при проведении полного, сокращенного анализа трансформаторной жидкости. Определяется в мг КОН, необходимых для нейтрализации 1 г нефтепродукта

Кислотное число — нормируемый показатель, указывающий на:

Температура

Масло добывается из очищенной нефти путем доведения до кипения при t +300+400 градусов. Далее трансформаторная жидкость очищается.

Температура вспышки, застывания, кипения указывает на степень свежести масла, имеет важное значение в ходе проведения диагностики.

Вспышки

Вспышка — нагрев масла до температуры, когда в сочетании с воздухом образуется легковоспламеняющаяся смесь. Топливная жидкость при этом даже не успевает загореться.

Важно! Температура вспышки в норме — не выше + 135 г. В случае нагрева свыше t вспышки масло попросту загорится при поднесении спички.

Застывания

Под данным термином понимают масло, которое начинает застывать до такой степени, что в случай наклона пробирки под углом 45 градусов, попросту не стекает 1 минуту со стенок.

Температура застывания в масляных выключателях – важный параметр. Масло в охлажденном виде не должно застывать при t свыше 45 гр. Хотя все зависит от места заливки масла (выключатель, трансформатор), режима работы оборудования (на открытом воздухе, в закрытом помещении).

Кипения

Температура кипения в норме +300+400 градусов. Это заключительный этап, в ходе которого получают чистое трансформаторное масло после очистки от дистиллятов.

Удельная массовая теплоемкость

Измеряется по системе СИ для промышленного масла в Дж/кг. Высокая теплоемкость масла позволяет рассеивать тепло от разных участков циркуляции в оборудовании. Но это не постоянная величина. Полностью зависит от окружающей температуры.

Среднее значение теплоемкости для трансформаторного масла — 1.67-2.5 кДж / кг. Коэффициент в ходе экспериментов исчисляется специальным номографом.

Теплопроводность

Теплопроводность (0-120 градусов) изменяется по мере старения, накопления вредных компонентов, воды, механических примесей, газов в масле. Если значительно снижается, то в трансформаторе нарушается электроизоляционная среда и отвод тепла от нагревающего элемента.

Коэффициент теплопроводности (λ, Вт/(м’К) полностью зависит от температуры масла. Например, при 0 градусов составляет — 0,1123, при +120 градусов — 0,1022.

Объемное расширение

Показатель – ненормируемый, зависящий от температуры. При t +20 градусов равняется 0,856-0,886.

Несложно догадаться, что значение будет понижаться с повышением температуры и повышаться в случае охлаждения жидкости. При t +1 составляет 0,0007. При t +100 градусов объем расширения изменится на 7%.

Объемное расширение у трансформаторного масла предопределяется прибором Ареометром:

Важно! Силовые теплоагрегаты работают в диапазоне широких температур. Соотношение объема расширителя к объему масла должно быть на уровне 8-9%. Численный коэффициент для электроизоляционного масла в среднем равен 0,0007 на 1 ºС.

Критерий Прандтля

Физический показатель среды трансформаторного диэлектрика высчитывается по формуле: Pr = n/a = mcp/l:

Число позволяет определить физическую характеристику среды и ее термодинамическое состояние. Показатель будет изменяться при колебаниях температуры: 0 °C Pr = 866, 100 °C Pr = 43,9.

Масло в свежем виде – светло-желтое. По мере изнашивания изменяется на темно-коричневый оттенок.

Цвет – не основной параметр масла, но может отражать степень свежести.

Зольность

В процессе отработки масла неизбежно накапливаются мыла, соли. Даже незначительное их количество — показатель плохой промывки с оставлением нежелательного осадка.

Содержание серы

Масло добывается из сырой нефти, поэтому может оставаться частично серное соединение. Этот химический элемент провоцирует коррозию, усиление сопротивления контактов в переключателях.

Содержание серы (%) вычисляется с помощью медной пластины, помещенной в трансформаторное масло в ходе проведения диагностики.

Натровая проба

Метод для выявления степени качества трансформаторной жидкости. Насколько она очищена от примесей, мыла, солей.

Натровая проба указывает на стабильность масла к окислению. Если завышена, значит, в жидкости остались посторонние загрязнения даже после промывки.

Механизм вспышки и воспламенения

При вспышке масло попросту вспыхивает от высоких температур, воздействия источника огня. Определяется вспышка путем подачи самой низкой температуры. Специалисты при диагностике вычисляют:

Важно! Если t вспышки – низкая. Значит, в оборудовании имеются дефекты, провоцирующие образование воспламеняющих летучих фракций. Во избежание возникновения пожара и горения в трансформаторе температура воспламенения должна быть выше рабочей температурой агрегата. Если вспышка составляет 180 гр, то воспламенение должна быть не ниже 150.

По мере старения трансформаторное масло горит непрерывно, если конечно, произойдет воспламенение паровоздушной смеси после поднесения к пламени спички через 5-6 секунд. Температура воспламенения определяется после выявления вспышки. Дело в том, что смазочное масло начинает испаряться тогда, когда температура вспышки масла ниже температуры воспламенения на 60-70 гр.

Как проверяют

Показатели, по которым проверяют масло на свежесть:

Методы очистки

От чистоты трансформаторного масла зависит исправность работы изоляционной системы. Но в процессе эксплуатации рабочая жидкость стареет, загрязняется с накоплением продуктов распада, окислением посторонних примесей (кислород, вода, окислы металлов, спирты, альдегиды).

Отходы при оседании на изоляции:

Справка! Чистое изоляционное масло обеспечивает электрическую прочность системы до 80%, предотвращает окисление в ходе работе двигателя даже под действием высоких температур, не допускает серьезные поломки в системе изоляции.

Для очищения от загрязнений используются химические, физические, физико-химические способами (кислотная и ионообменная очистка, коагуляция, адсорбция, гравитация, фильтрация).

Центрифугирование

На центрифуге проводится предварительная очистка жидкости в случае выявления низкой электрической плотности ниже20 кВ. Масло очищается от механических примесей путем осушки с помощью вакуумных сепараторов с подачей температуры +50+60 градусов.

Фильтрование

Метод заключается в пропуске масло через фильтр-пресс производительностью до 3000 л/ час. Для фильтрации применимы:

Способ – простой, надежный. Хотя желательно сочетать 2-3 метода для восстановления и регенерации свойств загрязненного масла полностью.

Адсорбционная обработка

В рабочую жидкость добавляются адсорбенты, удерживающие вредные примеси на поверхности масла:

Вакуумная обработка

С помощью установки вакуума и отсасывания кислорода извлекаются:

Справка! Трансформаторное масло при отсутствии кислорода долго не портится.

Особенности эксплуатации

В ходе эксплуатации необходимо:

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

Марки

Самые востребованные эффективные марки трансформаторного масла от отечественных, зарубежных поставщиков.

Т-1500У

Масло со стойкой окислительной способностью. Используется в агрегатах до 500 кВт. В составе сера — до 0,3%.

Добывается из западносибирской нефти. Проходит селективную очистку и депарафинизацию. Может заливаться в агрегаты до 200 кВт мощностью, устойчиво к воздействию электрического поля высокого напряжения. Хотя не приспособлено к окислению сернистых соединений. Содержит воду до 0,6%.

Рабочая жидкость для заливки трансформаторное оборудование до 500 кВт. Изготавливается из нафтеновой нефти. Проходит контактную, кислотно-щелочное очистку.

Для заливки в оборудование высших классов под напряжение. Преимущества:

Добывается из парафинистой нефти.

Применение: масляные выключатели, арктические трансформаторы. Особенности: малая вязкость при любой температуре, низкая температура застывания и вспышки.

Mobil Mobilect 44 N

Подходит для заливки в:

Изготавливаются из нафтеновой нефти. В составе — малый коэффициент серы и парафинов. Отличительная особенность — наличие антиокислительных низкотемпературных свойств благодаря добавленным нейтральным присадкам.

Shell Diala

Добывается из ингибированных нефтяных фракций. Отличается повышенными эксплуатационными характеристиками. Это надежное масла на протяжении всего срока эксплуатации.

Синтетическое масло. Добавляется в электродвигатели погружных насосов. Оснащено присадками для повышения термо-окислительных свойств.

Масло устойчивая к образованию осадков, низким температурам. Доказало безупречную окислительную способность.

Понятие старения

Старение — необратимый процесс в трансформаторном масле, ведь по мере эксплуатации так или иначе попадает влага, продукты окисления. Начинает снижаться эксплуатационные, химические, физические свойства и передачи тепла. Перестает нормально работать трансформатор.

Стоит проводить профилактику, выявлять дефекты путем забора образцов масла для анализа.

Восстанавливаются свойства масла путем сушки, регенерации, очистки.

В масле накапливаются устойчивые продукты окисления: органические перекиси, вода, низкомолекулярные кислоты. Постепенно рабочая жидкость темнеет, мутнеет. Повышается зольность, кислотное число. На поверхности начинают плавать твердые продукты полимеризации, закупоривая охлаждающие каналы трансформатора.

Заменители

Заменителями масла – аналоги — нафтеновые парафины на биологической основе. Они ничем не уступают по свойствам, теплопередаче. Также устойчивы к окислению. Добываются при перегонке, температуре кипения + 300 400 градусов. Представляет собой очищенные фракции от нефти.

Варианты применения трансформаторного масла в быту

Жидкость применяется не только на промышленном оборудовании и силовых трансформаторах, но и в быту:

Сроки эксплуатации трансформатора и масла не связаны между собой напрямую. Однако, высоковольтная установка прослужит безотказно до 15 лет, если производить ежегодную очистку масла и регенерацию 1 раз в пять лет, выводить антиокислители, проводить фильтрацию, устанавливать антиокислительные присадки и расширители с фильтрами для выведения газов, поглощения воды и кислорода.

Источник

Качественное трансформаторное масло=надёжный трансформатор

Статья посвящена трансформаторным маслам — неотъемлемому компоненту масляного трансформатора. Подробно описаны компоненты и свойства трансформаторных масел. Даны ссылки на нормативные документы, регламентирующие свойства, испытания и эксплуатацию трансформаторных масел. Изложена парадигма выбора трансформаторного масла, обеспечивающая, в конечно счете, надёжное электроснабжение.

Основные компоненты трансформаторного масла и связанные с ними эксплуатационные свойства

В технической литературе, рассматривающей применение трансформаторных масел в трансформаторах, подробно изложены как требования к ним, так и различные аспекты физико-химических свойств этого важного компоненты силового трансформатора 2.

Рис. 1. Декларируемые характеристики трансформаторного масла ВГ Рис. 2. Декларируемые характеристики трансформаторного масла Nytro 10XN

Нормативными документами, регулирующими использование трансформаторного масла, являются документы 5.

Трансформаторное масло в процессе эксплуатации силового или распределительного трансформатора выполняет комплексную функцию, включающую четыре основных:

Требования к трансформаторным маслам приведены в ГОСТ Р 54331-2011, который является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60 296:2003 «Жидкости для применения в электротехнике. Неиспользованные нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей» (IEC 60296:2003 «Fluids for electrotechnical applications — Unused mineral insulating oils for transformers and switchgear»). В ГОСТ Р 54331-2011 включены требования только к ингибированным маслам, учитывающие потребности российской экономики и устанавливающие более жесткие требования к качеству продукции.

Более ранними стандартами, регламентирующими характеристики трансформаторных масел, являются ГОСТ 982-80 «Масла трансформаторные. Технические условия» и ГОСТ 10121-76 «Масло трансформаторное селективной очистки. Технические условия». ГОСТ 982-80 распространяется на трансформаторные масла сернокислотной и селективной очисток, вырабатываемые из малосернистых нефтей. ГОСТ 10121-76 распространяется на трансформаторное масло селективной очистки, содержащее не менее 0,2 % антиокислительной присадки (ионол, топанол-0 и др.).

Трансформаторные масла в соответствии с ГОСТ Р 54331-2011 характеризуются функциональными свойствами, характеристиками очистки и стойкости, рабочими характеристиками и характеристиками безопасности применения и защитой окружающей среды.

Функциональные свойства трансформаторных масел — это свойства, которые влияют на его функцию как изоляционной и охлаждающей жидкости. Они включают: вязкость, плотность, температуру текучести, содержание воды, тангенс угла диэлектрических потерь и напряжение пробоя.

Характеристиками очистки и стойкости к окислению являются характеристики масла, на которые влияют качество и тип очистки и добавленные присадки. К данным характеристикам относятся: внешний вид. поверхностное натяжение. Общее содержание серы, кислотность, коррозионная сера, содержание 2-фурфурола.

Рабочие характеристики — это свойства, влияющие на длительность работы масла в условиях эксплуатации и/или его реакцию на электрическое напряжение и температуру. Примерами таких характеристик являются: стойкость к окислению, газостойкость.

Характеристиками масла, связанными с безопасностью применения и защитой окружающей среды являются температура вспышки, плотность, содержание полициклических ароматических углеводородов, содержание полихлорированных бифенилов/терфенилов.

Чтобы проанализировать и оценить эксплуатационные свойства конкретной марки трансформаторного масла, необходимо, во-первых: знать состав этого масла; во-вторых, четко представлять за что «отвечает» каждый компонент, входящий в состав трансформаторного масла, в процессе эксплуатации трансформаторного масла в силовом или распределительном трансформаторе.

Состав трансформаторных масел приведен в таблице 1. Влияние компонентов трансформаторного масла на его свойства представлены в таблице 2.

Таблица 1. Состав трансформаторных масел

Так как трансформаторное масло является продуктом переработки нефти, то его свойства сильно коррелированы с природными свойствами той нефти, из которой его получают. Технология получения трансформаторного масла из нефти в данной статье подробно не рассматривается. Ниже отмечены лишь основные технологические способы и особенности изготовления трансформаторных масел, которые необходимы для определения парадигмы выбора трансформаторного масла применительно к конкретным условиям эксплуатации силового или распределительного трансформатора.

Трансформаторное масло получается путем перегонки и очистки солярового дистиллята — остаточной фракции после выделения более легких смесей углеводородов (лигроина, бензина и керосина). В зависимости от качества добываемой нефти, используются разные способы очистки солярового дистиллята — рафинирования.

При селективной очистке дистилляты нефти, выкипающие при атмосферном давлении в пределах около 300-400 °С очищаются фенолом. Фенол связывает смолы и соединения серы. Далее при низких температурах удаляются парафины. Последний этап очистки выполняется отбеливающей глиной. Но полученное такой селективной очисткой трансформаторное масло использовать нельзя, так как оно может быстро окислиться. Для повышения стойкости к окислению в него добавляется специальная присадка. Чаще всего применяют ионол.

Кроме фенольной очистки, применяется очистка фурфуролом. После очистки фурфуролом специальные присадки не требуются, так как фенол растворяет большую часть сернистых соединений (являющихся антиокислителями), оставляя лишь чуть больше 0,2 %. При фурфурольной очистке сохраняется до 0,6 % антиокислителей (более 60 % общей концентрации серы).

Гидроочистка трансформаторного масла применяется в различных сочетаниях с основными процессами получения масла. Обычно масла подвергают гидроочистке после очистки отбеливающими глинами. Целью гидроочистки трансформаторного масла является улучшение цвета и стабильности, улучшение характеристики вязкости, существенное уменьшение содержания сернистых соединений. Как правило, гидроочистке подвергаются депарафинизированные масла из дистиллятных рафинатов после очистки фенолом или фурфуролом, а также депарафинизированные масла из остаточных фракций после деасфальтизации пропаном и фенольной очистки.

В РФ наиболее широкое применение получили трансформаторные масла ГК, ВГ и Nytro (производство шведской компании Nynas). Масло ГК производится с 1984 г. на Ангарском нефтеперерабатывающем заводе (АНЗ) методом глубокого гидрирования (гидрокрекинга) при высоком давлении и последующей каталитической депарафинизации из сернистых парафинистых нефтей.

Масло ВГ (ТУ 38.401-58-177-96) выпускает ООО «ЛЛК Интернешнл» (компоненты поставляют заводы ПАО «ЛУКОЙЛ» «Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез» г. Кстово, «Лукойл-Волгограднефтепереработка» г. Волгоград, «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез» г. Пермь). Исходными являются парафинистые нефти; технологические процессы с применением гидрокрекинга. Масло содержит присадку ионол.

Характеристики масел ВГ и Nytro 10XN, декларируемые их производителями, представлены на рис. 1 и 2 (сканы реальных документов). Реальные протоколы испытаний этих масел, полученные по результатам испытаний, даны на рис. 3 и 4 (сканы реальных документов).

Сканы реальных документов приведены не случайно. Характеристики трансформаторного масла нельзя взять из сети Интернет и считать, что в приобретенных трансформаторах оно будет именно такого качества, как указано в рекламных буклетах. Как следует из вышеизложенного, качество конечного продукта — трансформаторного масла, — постоянно меняется в зависимости от:

Поэтому при закупках силовых и распределительных трансформаторов необходимо иметь на руках документы, подтверждающие соответствие всех характеристик трансформаторного масла требованиям нормативных документов. Только в этом случае будет обеспечена надежность электроснабжения (при условии качества и надежности всех остальных частей трансформатора).

Парадигма выбора трансформаторного масла

Базовым положением парадигмы выбора трансформаторного масла является пункт 1.2 ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды», который формулируется следующим образом:

«Изделия должны сохранять свои параметры в пределах норм, установленных техническими заданиями, стандартами или техническими условиями в течение сроков службы и сроков сохраняемости, указанных в технических заданиях, стандартах или технических условиях, после и (или) в процессе воздействия климатических факторов, значения которых установлены настоящим стандартом.
Изделия предназначаются для эксплуатации, хранения и транспортирования в диапазоне от верхнего до нижнего значения этих климатических факторов. ».

Смысл данного положения заключается в том, что если для изделия в целом установлены конкретное климатическое исполнение и категория размещения, указанные на табличке трансформатора, то завод-изготовитель гарантирует, что все составные части трансформаторы будут гарантированно надежно функционировать в соответствующем диапазоне температур окружающей среды при соответствующих условиях размещения.

Ни один трансформаторный завод на сегодня не выпускает универсальные трансформаторы, которые могут эксплуатироваться в любых районах мира. Поэтому предприятия выпускают сегодня помимо линейки стандартных трансформаторов модификации для различных климатических условий эксплуатации. Все типы климатических условий и категории размещения оборудования стандартизированы в упомянутом выше ГОСТ 15150-69. Климатическое исполнение и категория размещения в соответствии с ГОСТ Р 52719 обязательно должны быть указаны на табличке трансформатора либо в соответствующей части полного обозначения трансформатора, либо в отдельном поле, и имеет буквенно-цифровой вид, как это показано на рис. 5. В этом обозначении в соответствии с ГОСТ 15150-69:

В России основными климатическими исполнениями для силовых и распределительных трансформаторов являются «У» и «УХЛ», иногда встречается исполнение «М». Наиболее распространенные категории размещения 1 и 3. Подробные пояснения даны в таблицах 5 и 6.

Таблица 5. Пояснения к климатическим исполнениям

Таблица 6. Пояснения к категориям размещения

В зависимости от климатического исполнения и категории размещения определяются верхние и нижние температурные границы эксплуатации трансформаторов и параметры влажности. Соответствующие значения приведены в таблице 7.

Таблица 7. Температурные диапазоны эксплуатации и параметры влажности

Например, буквенно-цифровой код «У1», указанный на табличке трансформатора на рис. 5, означает, что трансформатор предназначен для эксплуатации на улице в районах с умеренным климатом. Температура эксплуатации от +40 до −45 °С, влажность до 100 % (25 °С).

Наибольшую сложность при составлении технического задания на закупку силового или распределительного масляного трансформатора очень часто представляет именно установка требования по трансформаторному маслу.

Для оптимального выбора трансформаторного масла необходимо представлять годовой температурный профиль региона, в котором предполагается эксплуатировать силовой или распределительный трансформатор. На рисунках 6-9 представлены четыре карты температурных профилей. Из ГОСТ 15150-69 представлены карты макроклиматического района холодного климата России (рис. 6) и макроклиматические районы земного шара (рис. 7). Более детально для России на рис. 8 приведены минимумы января, а на рис. 9 — абсолютные минимумы года. Такие температурные профили помогут не ошибиться с выбором конкретного трансформаторного масла.

Рис. 6. Границы макроклиматического района с холодным климатом на территории РФ

Рис. 7. Макроклиматические районы земного шара Рис. 8. Распределение температуры воздуха в январе на территории РФ Рис. 9. Абсолютные минимумы года на территории РФ

В результате обобщения вышеприведенной информации и многолетнего опыта в сфере продаж силовых и распределительных трансформаторов, представляется возможным сформулировать общее правило выбора трансформаторного масла, которое должно быть залито заводом-изготовителем в закупаемый трансформатор:

При эксплуатации трансформатора за пределами макроклиматического района с холодным климатом на территории РФ (или в любой точке земного шара) целесообразно в большинстве случаев использовать трансформаторное масло с диапазоном рабочих температур климатического исполнения У. В пределах макроклиматического района с холодным климатом необходимо использовать трансформаторное масло с диапазоном рабочих температур УХЛ1. В соответствии с указанным правилом, трансформатор в пределах большей части федеральных округов (СЗФО, ЦФО, ПФО, СКФО, ЮФО, КФО) должен иметь климатическое исполнение соответственно У1. Необходимость климатического исполнения УХЛ1 следует рассматривать при эксплуатации на территории УрФО, СФО и ДВФО.

Заключение

Трансформаторное масло, наряду с активной частью, является важнейшим компонентом, обеспечивающим надежную работу трансформатора в самых сложных климатических условиях. Выбор трансформаторного масла — важный и ответственный момент при закупке трансформатора. Однако, необходимо точно представлять себе, на основе температурных профилей региона эксплуатации, в каком диапазоне температур будет работать трансформатор.

Автор выражает искреннюю благодарность руководству и ведущим специалистам завода «Трансформер» за предоставленные материалы и принципиальное, конструктивное обсуждение положений и выводов данной статьи.

Список литературы

Автор: кандидат технических наук, независимый эксперт Савинцев Юрий Михайлович.

Источник