Состав трансформаторного масла — oils.globecore.ru

По своей химической природе, состав трансформаторного масла состоит из таких элементов, как углерод и водород. Количество остальных компонентов незначительно: сера – 0,3%, кислород с азотом – 0,1%, следы металлов – 10-3-10-5 %. По известной молекулярной массе углерода и водорода можно рассчитать среднюю эмпирическую и общую формулы трансформаторного масла.

Приведем пример. Насыщенные углеводороды, полученные при погоне молдавской нефти и температуре 350-400 ºС, имеют молекулярную массу, равную 330. В их состав входят углерод (86,23%) и водород (13,64%).

Содержание элементов в нефтях может колебаться в следующих пределах: углерода – от 83% до 87%, водорода – от 11% до 14%, серы – от 0,1% до 5%, азота – от 0,01% до 5,5% и кислорода – от 0,02% до 1,7%.

Также в состав трансформаторных масел входят смолистые вещества, которые в небольших количествах могут выступать в качестве природного антиокислителя. Но, даже несмотря на это, смолы является нежелательным компонентом трансформаторных масел. Они по своей сути – полярные соединения, которые находятся в электроизоляционном масле в виде коллоидных частиц и могут повышать тангенс угла диэлектрических потерь. А это значит, что диэлектрические свойства трансформаторных масел снижаются.

В структурно-групповой состав электроизоляционных масел входят углеводороды трех групп – ароматической, нафтеновой и парафиновой. Все физико-химические показатели, определяющие эксплуатационные свойства масел, зависят от их процентного соотношения.

Система жидкой и твердой изоляции трансформатора является главной его изоляционной системой, которая определяет эксплуатационный ресурс аппарата. Изоляционные характеристики данной системы во многом зависят от влагосодержания. Содержание воды в трансформаторном масле зависит, в первую очередь, от индивидуальных способностей конкретного сорта масла к ее растворению, а также эксплуатационной температуры, времени нагрева, текущей степени увлажнения бумаги и твердой изоляции.

При постоянной температуре влажность бумаги и трансформаторного масла пребывают в динамическом равновесии. Если происходит повышение температуры и давления, то это равновесие смещается в сторону увеличения количества воды.

Содержание влаги в масле зависит от большого числа факторов, главным из которых является предельная растворимость воды в масле и температура. Свежие трансформаторные масла находятся в неполярном состоянии, поэтому очень плохо растворяют воду, которая, наоборот, находится в полярном состоянии.

В большинстве случаев количество воды в трансформаторном масле напрямую зависит от его структурно-группового состава. Наибольшее ее количество приходится на ароматические углеводороды, которые являются наиболее активными с химической токи зрения.

Нафтеновые и парафиновые углеводороды практически не растворяют воду, так как нейтральны к ней. На практике предел растворимости воды рассчитывается на основе содержания ароматических углеводородов.

Химический состав трансформаторного масла и его строение

Трансформаторное масло получают из нефти, в строение которой входят углерод и водород, а также ряд других соединений, содержащих кислород, азот и серу. В процентном соотношении доли компонентов распределяются следующим образом: углерод – 84-85%, водород – 12-14%.

На свойства трансформаторного масла большое влияние оказывает происхождение исходного сырья, т.е. место добычи нефти. Масляные углеводороды могут принадлежать к одной из следующих четырех групп.

Метановые углеводороды

Еще называют углеводородами парафинового ряда. Они имеют хорошую химическую устойчивость и высокую температуру вспышки. Но одновременно такие вещества могут терять текучесть уже при комнатной температуре. Последнее обстоятельство существенно ограничивает применение метановых нефтей для получения изоляционных масел.

Нафтеновые углеводороды

Одна из основных составляющих частей масляных фракций. Нафтены демонстрируют большую устойчивость в сравнении с метанами и легко окисляются.

Ароматические углеводороды

Условно можно разделить на углеводороды симметрического строения и ароматики с длинными боковыми цепями.

Вещества первого типа окисляются достаточно трудно. Именно поэтому они являются ценной составляющей трансформаторного масла.

Вещества второго типа наоборот склонны к соединению с кислородом. Данная способность увеличивается пропорционально росту числа и длины боковых цепей.

Ароматические углеводороды входят во все трансформаторные масла. Именно из них обычно образуются шламы, но полностью избавится от такой составляющей, не «переочистив» масло, не представляется возможным.

Олефиновые углеводороды

Являются ненасыщенными углеводородами, поскольку могут относительно легко взаимодействовать с другими веществами. Они нестабильны, поэтому должны полностью удаляться из трансформаторных масел.

В большинстве случаев в состав нефтей входят все перечисленные группы углеводородов. Самые лучшие сорта масляной нефти содержат 75-83% нафтеновых углеводородов. Если количество метановых углеводородов превышает 25-30%, то такую нефть называют парафиновой.

Ароматические углеводороды содержатся в нефти в количестве 14-30%, а ненасыщенные олефиновые углеводороды – 0,1-0,5%.

Чем выше температура кипения нефтяной фракции, тем нефть богаче углеродом и беднее водородом. Также рост температуры приводит к усложнению структуры молекул углеводорода.

Трансформаторные масла

Название «трансформаторное масло» говорит нам о том, что этот продукт находит применение в силовых и измерительных трансформаторных установках, в реакторном оборудовании. Масло применяется и в масляных радиаторах, где являются средой для гашения дуги. Данный продукт – это нефтяная фракция, вырабатываемая в процессе перегонки сырой нефти. Нефть имеет различное происхождение, а потому обладают разными свойствами, которые в свою очередь оказывают влияние на свойства масла, производимого из сырья.

Основные марки трансформаторных масел:

Трансформаторное масло – это продукт, имеющий сложный состав. В нём содержатся углеводороды, имеющие средний молекулярный вес от 240 до 340 атомных единиц. К составным частям трансформаторного масла относятся следующие компоненты:

• Циклопарафины, составляющие около 70%;
• Углеводороды с ароматическим бензольным кольцом («арены») – около 15-20%;
• Парафины – составляют 10-15%;
• Асфальто-смолистые вещества – до 2%;
• Соединения, содержащие серу – менее 1%;
• Азотсодержащие вещества – менее 1%;
• Противоокислительные модификаторы — 0,5%;
• Нафтеновые кислоты – меньше 0,02%.

Какие же особенности присущи трансформаторным маслам и какие запросы к ним существуют?

К признакам, определяющим употребление данного продукта, можно отнести:

• Электроизолирующие качества;
• Противоокислительные свойства.

Рассмотрим подробнее отмеченные особенности трансформаторных масел.

Тангенс угла диэлектрических потерь рассчитывают с целью определения электроизолирующих качеств масла. Его диэлектрическая прочность зависит от наличия в его составе молекул воды и микроволокон. Качественное масло не содержит в себе никаких посторонних мехпримесей и воды. Подвижность масла в условиях холодов тесно взаимосвязана с температурой его застывания (ниже -45 °С). Способность трансформаторного масла к продуктивному отведению тепла учитывается в качестве важного фактора. Этому способствует низкая вязкость разнообразных марок масла при температуре вспышки от 95 °С до 150 °С. Масло выступает в конфронтации к процессу оксидирования. Это является архиважным признаком, дающим возможность сохранять признаки продуктивности масла в течение продолжительного отрезка времени. При производстве трансформаторных масел на территории РФ в их состав вводится противокислительная добавка, носящая название «ионол». Присадка с успехом взаимодействует с активными пероксидными радикалами, образующимися в ходе окислительной реакции углеводородов. Ионол позволяет увеличить период индукции, в течение которого действие антиокислителя позволяет прерывать цепочки окисления углеводородов. Однако затем происходит ослабление добавки. Это приводит к тому, что скорость окислительного процесса значительно возрастает, приближаясь к скорости окисления базового масла.

Становится понятным, что продолжительный период индукции ведёт к эффективной работе присадки. На действенность добавки также влияет углеводородный состав основного масла и включения других соединений, которые могут активировать процесс окисления трансформаторного масла. Процесс декапировки нефтяных дистиллятов позволяет снизить количество ароматических углеводородов, удалить соединения, не состоящие из углеводородов. Это ведёт к повышению прочности трансформаторного масла, активированного присадкой.

В 1982 году Международная электротехническая комиссия представила и ввела «Спецификацию на свежие нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей» (норматив 60 296). Согласно данному документу произведено подразделение продукта на несколько групп:

• Трансформаторные масла, застывающие при похолодании до -30 °С. Расходуется в тёплых регионах;
• Масла, созданные для работы в холодных областях. Застывают при понижении температуры окружающей среды ниже -45 °С;
• Трансформаторные масла, которые застывают при -60 °С. Разработаны с целью использования в полярных районах.

В артикулах можно встретить литеру «А», указывающую на присутствие в составе данного продукта ингибитора окислительного процесса.

Производимые в нашей стране масла подразделяют по сырью, из которого идёт производство и методам выработки:

• ТКп, вырабатываемое согласно ТУ 38.101890-81 из нафтеновых нефтей с малым содержанием серы, ректифицированных кислотно-щелочным методом. Данное масло содержит в качестве приставки ионол. ТКп успешно работает в установках с напряжением ниже 500 кВ;
• Трансформаторное масло, производимое по ГОСТ 10121-76 путём фенольного очищения нефтей, имеющих в составе соединения серы. Содержит в себе ионол. Работает в механизмах с напряжением ниже 220 кВ;
• Т-1500У, вырабатывается согласно ТУ 38.401-58-107-97 путём гидрирования и избирательного очищения из содержащих серу и парафины сортов нефтей. Масло включает в свой состав ионол. Используется в электрическом оборудовании, работающем при напряжении менее 500 кВ;
• Масло ГК, производимое согласно условиям «ТУ 38.1011025-85» из серо- и парафинсодержащих нефтей, ректифицированных в ходе гидрокрекинга. Потребляется в высоковольтных установках;
• Масло ВГ производят из сортов нефтей, содержащих парафин, очищенных при помощи гидрокатализа по данным ТУ 38.401978-98. Добавляется ионол. Работает в высоковольтных агрегатах;
• Масло АГК соответствуют данным «ТУ 38.1011271-89». Они имеют в своей основе парафинсодержащие сорта нефтей, подвергаемые гидрокрекингу. При выработке в масляный состав вводят ионол. Используется для заливки в трансформаторы, работающие в условиях северных холодов;
• Масло МВТ создаётся по данным «ТУ 38.401927-92» на основе содержащих парафин нефтей в ходе гидрокатализа, с введением противоокислительной добавки ионол. Применяется готовый продукт в масляных рубильниках, в трансформаторных установках.

Поверхностные слои трансформаторных масел при использовании нагреваются лишь до 95 °С при избыточной нагрузке в течение короткого промежутка времени. Трансформаторы оборудуются изоляционной системой (плёночной диафрагмой или азотной защитой), предохраняющей масло от контакта с молекулами кислорода. Известно, что кислород участвует в реакции окисления масла. Изъятие продуктов окисления масла с использованием адсорбирующих веществ, способствует удлинению его эксплуатационного срока. Он возрастает, если для производства оборудования использовать материалы без неподходящих примесей, ускоряющих процесс старения масла.

Важные физико-химические качества трансформаторного масла.

Следует отметить ряд плюсов данного продукта. Они не подвержены горению, не оказывают токсического действия, не разрушают озоновый слой и являются биологически разлагаемым продуктом.

Какие же свойства масла принимаются во внимание? 

Во-первых, плотность, составляющая в норме (0.84-0.89)×103 кг/м3 .Следующий показатель – вязкость, важная с точки зрения высокой электрической плотности трансформаторного масла. Выполнение функции охлаждения в трансформаторном оборудовании и роли движущей среды для деталей привода выключателей, требуется невысокая вязкость масла. Иначе механизмы перегреваются, а выключатели не имеют возможности производить разрыв электродуги в положенное время. Подбирается некий «усреднённый» вязкостный показатель для разных видов масел. Кинематическая вязкость, составляющая приблизительно 30×10-6 м2/с. Замер производится при +20 °С.

С 1997 года существует акт «РД 34.45-51.300-97» – «Объём и нормы испытаний электрооборудования», который регулирует содержание воды, воздуха, посторонних включений в масле для трансформаторных установок, имеющего плёночный или азотный протектор. Допустимое превышение массовой доли воздуха в объёме масла равняется 0.5%, воды 0,001%. Возрастание нормальных показателей масла вызывает необходимость его регенерации или ликвидирование факторов регресса показателей. В документе приводятся показатели, при достижении которых следует произвести полное замещение всего объёма продукта.

В трансформаторах, не имеющих плёночной защиты, и в открытых вводах массовая доля воды может составлять до 0,0025%.
Регулируется также допустимое количество примесей. Для установок, функционирующих при напряжении менее 220 кВ, класс чистоты масла должен соответствовать 11-му классу, а в установках, работающих при напряжении в сети более 220 кВ — не ниже 9-го класса.
Величину пробивного напряжения трансформаторного масла учитывают до и после заливания в машины. Оно может снижаться на 5 кВ.
Допускается снижение класса чистоты продукта на 1 единицу, а повышение количества воздуха может составить максимум 0,5%.
Рассмотрим принимаемые во внимание температурные показатели для трансформаторного масла.

«Температурой застывания» называется величина, при которой загустение масла достигает степени, когда уровень застывшего масла в пробирке, наклонённой под 45 °С , на протяжении одной минуты остаётся постоянным. Данный признак играет важную роль для масляных выключателей. Требуется, чтобы консистенция свежего масла была неизменной при -45 °С, а в южных регионах при -35 °С. Арктические сорта трансформаторных масел сохраняют свою консистенцию до -65 °С. Но при этом до +90 °С снижается температура их вспышки.

Что же показывает нам данный признак? «Температурой вспышки» называют значение, при котором пары нагреваемого в тигле масла контаминируют с молекулами воздуха, и полученная смесь вспыхивает в присутствии открытого огня. Оговоримся, что за время вспышки масло не прогревается и не загорается. Нормальное трансформаторное масло не вспыхивает при нагреве менее, чем 135 °С.
Дальнейшее повышение температуры ведёт к возгоранию масла. Температурой воспламенения именуется такое его значение, при котором происходит воспламенение и горение масла в течение пяти секунд.

«Температура самовоспламенения» – это термин для обозначения температуры возгорания масла в закрытом тигле при наличии воздуха, но при отсутствии открытого пламени. В норме трансформаторное масло не воспламеняется при нагреве до 400 °С.

На какие ещё характеристики следует обратить внимание? 

Теплопроводность масла невелика (менее 0,14 Вт/м×К) и имеет тенденцию к снижению при изменении температуры.
Теплоёмкость же растёт до 2,5кДж/(кГ×К) при повышении температуры.
При определении требуемых размеров для расширительного бака трансформаторного оборудования учитывается коэффициент теплового расширения масла, который равняется 6.5×10-4 1/К.

Удельное сопротивление продукта снижается в процессе прогревания. Его нормальная величина составляет 5×1010 Ом×м при 90 °С.
Диэлектрическая проницаемость масла подвержена минимальным колебаниям от 2,1 до 2,4. Тангенс угла диэлектрических потерь возрастает с появлением в составе посторонних примесей. В норме, при нагреве до 90 °С, данный показатель составляет 2×10-2.
Величина нормальной диэлектрической прочности масла составляет 280 Кв/см, а пробивного напряжения около 70 кВ.
Масла способны адсорбировать и выводить частички газов, что учитывается в процессе распознавании примет зарождения брака в обмотке трансформаторных установок методом хроматографии.

Как продлить время службы трансформаторного масла? 

Масла экстракласса могут бессменно эксплуатироваться около 25 лет. Но стандартный продукт приходится очищать спустя один год, по прошествии пяти лет, его следует подвергать регенерации.

Однако существует ряд процедур, продлевающих срок эксплуатации данного продукта:

• Устранение контакта масла с атмосферой посредством установления маслорасширителей с поглотителями воды и кислорода, выдавливание воздуха из состава масла;
• Недопущение перегревания масла в ходе эксплуатации;
• Систематическое очищение масла от включений воды и шлама;
• Непрерывное процеживание масла;
• Ввод в состав масла противоокислительных присадок.

Каким образом восстанавливают отработанное трансформаторное масло? 

 

Восстановление эксплуатационных качеств масла проводят различными способами:

• Механически – когда проводят элиминацию молекул воды и частичек твёрдых примесей;
• Теплофизическим – при котором производится выпаривание, перегонка масла в вакууме;
• Физико-химическим – проводят коагуляцию, адсорбцию масла.

Выход масла после восстановления составляет около 90% от объёма сырья. Следовательно, отработанный продукт с успехом можно подвергать процессу регенерации один – два раза. Затем масло следует заменить полностью.

Виды трансформаторных масел и области применения

Трансформаторное масло – это нефтепродукт, находящий широкое применение в электроэнергетике. Этим маслом заправляют аппараты, в которых необходима изоляция токоведущих частей, отведение тепла или гашение дуги. При выборе конкретной марки важно хорошо разбираться в предлагаемом ассортименте и представлять, какие виды трансформаторных масел нужно использовать в Вашем случае. Ниже анализируется продукция отечественного и зарубежного производства.

Отечественные производители

Трансформаторное масло Т-1500У

Обладает относительно хорошей газостойкостью и стабильностью против окисления, но не отвечает зарубежным требованиям по этим показателям. Содержание серы – не больше 0,3%. Область использования масла Т-1500У сходна с Т-1500 – электрооборудование напряжением до 500 кВ  без дополнительных условий и до 750 кВ после изучения характеристик масла в нейтральной специальной лаборатории.

Трансформаторное масло ГК

Производится с использованием операций гидрокрекинга и каталитической депарафинизации из западносибирских нефтей. Главной особенностью этого масла является то, что оно содержит очень мало сернистых соединений и ароматических углеводородов. Имеет:

• высокие электроизоляционные свойства;
• низкую гигроскопичность;
• легко обезвоживается и дегазируется.

Стойкость к воздействию кислорода находится на уровне масел зарубежного производства. Это масло имеет относительно низкую устойчивость к воздействию электрического поля высокой напряженности. Основная область применения – электрооборудование напряжением до 1150 кВ. Нежелательно применение масла данной марки в высоковольтных вводах и измерительных трансформаторах тока и напряжения.

Знаете ли Вы, что трансформаторное масло ГК выпускается с 1983 года и сейчас используется более чем 100 индустриальными корпорациями?

Трансформаторное масло марки ТСп

Получают путем селективной очистки и низкотемпературной депарафинизации из западносибирских нефтей. Оно характеризуется относительно низким качеством, высоким содержанием серы (до 0,6%), высоким значением тангенса угла диэлектрических потерь, низкой стабильностью против окисления, неудовлетворительной совместимостью с конструкционными материалами, хорошей стойкостью к воздействию электрического поля высокой напряженности. Основная область использования – электрооборудование до 220 кВ включительно.

Трансформаторное масло ТКп

Получают из анастасиевской нефти. При его производстве используются процессы кислотно-щелочной очистки и контактной доочистки.

Трансформаторное масло марки АГК

Получают путем глубокой гидроочистки легкого газойля, выделением остаточной фракции и ее каталитической депарафинизацией. Базовые характеристики масла данного вида: низкая температура застывания, низкая вязкость, когда столбик термометра находится ниже и выше нуля. Применяют масло АГК в основном в районах, которые характеризуются холодным климатом.

Трансформаторное масло марки МВТ

Представляет собой масло специального вида, которое имеет:

• низкую вязкость при положительных и отрицательных температурах;
• низкую температуру застывания;
• низкую температуру вспышки.

Основная область применения – районы с холодным климатом. Используется преимущественно в масляных выключателях.

Рассмотрены марки трансформаторных масел, которые выпускаются на территории бывшего СССР. Приведенный перечень неполный. Мы пытались охватить наиболее используемые масла. Для знакомства с характеристиками других марок можно обратиться к специальной литературе.

Интересно, что трансформаторные масла эксплуатируются также и в трансформаторах, которые работают на морских буровых платформах. Чтобы узнать об этом подробнее, можно просмотреть это небольшое видео:

Зарубежные производители

Дефицит высококачественных масел заставляет Украину и Казахстан завозить этот продукт из Швеции. Запорожский завод выпускает трансформаторы, изначально залитые шведскими маслами производства фирмы Nynas (марки Nytro10X и Nytro11GX). В их состав входит 0,3% антиокислительной присадки ДБПК. Nytro10X превосходит отечественные трансформаторные масла по стабильности против окисления и присутствии электрического поля. А марка Nytro11GX находится на уровне с ними.

Базовым сырьем для производства трансформаторного масла в Швеции является венесуэльская нефть. Она содержат мало сернистых соединений и твердых парафинов. В результате и масло, получаемое с венесуэльских нефтей, обладает лучшими низкотемпературными свойствами, чем масла ГК, Т-1500У.

На отечественном рынке присутствуют масла австрийской фирмы «Технолол» (Technol-2000). Их производят путем кислотной очистки из специальных нафтеновых австрийских нефтей.

Эта же фирма с целью восстановления показателей бумажной изоляции маслонаполненного оборудования предлагает применять специальные масла Регенол.

Очистка трансформаторного масла

GlobeCore предлагает специальное оборудование для очистки и восстановления эксплуатационных свойств абсолютно любых видов трансформаторных масел как отечественного, так и заграничного производства. Разнообразность используемых технологий (термовакуумная обработка, использование специальных сорбентов и т.д.) позволяет добиться полного восстановления физико-химических свойств отработанных масел до уровня свежих.

Теперь загрязненное масло не нужно утилизировать и покупать новое. Достаточно просто провести его обработку на масляных мобильных станциях типа СММ, и срок службы трансформаторного масла будет продолжен!

Регенерация трансформаторного масла в работающем трансформаторе

характеристики, свойства, особенности применения :: SYL.ru

Трансформаторные масла заливаются в измерительные и силовые трансформаторы, масляные выключатели и реакторную аппаратуру. В реакторном оборудовании они служат средой для гашения дуги.

Требования

Электроизоляционные качества, которыми обладают трансформаторные масла, зависят от диэлектрических потерь. Диэлектрическую прочность масел для трансформаторов способны сильно уменьшить вода и разнообразные волокна. Следовательно, этих веществ в его составе быть не должно. Важным параметром является температура застывания. Чтобы сохранить подвижность на холоде, этот показатель у рабочей жидкости должен составлять — 45 °С и ниже. Чтобы тепло отводилось с максимальной эффективностью, жидкость должна иметь минимальную вязкость при температуре вспышки, которая для различных марок не должна быть меньше 150-95 °С.

Самый важный параметр, которым обладают трансформаторные масла, это устойчивость к окислению, или свойство поддерживать постоянство характеристик при работе в течение длительного времени. Большая часть используемых сортов трансформаторных масел стабилизированы такими присадками против окисления, как ионол или агидол-1. Их действие основано на возможности вступать в реакцию с активными пероксидными радикалами, образующимися во время прохождения цепной реакции оксидирования углеводородов. Стабилизированные ионолом жидкости для трансформатора чаще всего окисляются с явно выраженным периодом индукции.

В начальной стадии масла, сохраняющие восприимчивость к присадкам, окисляются очень медленно, поскольку все появляющиеся в масле очаги окисления подавляются ингибитором. Когда присадка истощается, скорость окисления приближается к той, с какой окисляется исходное масло. Присадка тем действеннее, чем более длителен индукционный цикл окисления. Эффект от действия присадки определяется углеводородным составом трансформаторного масла и примесями прочих соединений неуглеводородного происхождения, усиливающих окисление масла (это азотистые основания, нафтеновые кислоты, кислородсодержащие продукты оксидирования).

Трансформаторные масла призваны изолировать части и узлы силовых трансформаторов, которые находятся под воздействием напряжения, отвести тепло от деталей, подвергающихся нагреву в процессе их работы, и защитить изоляцию от воздействия влаги.

Параметры

Масло трансформаторное, характеристики которого полностью определяются его содержанием, в свою очередь, в значительной мере зависит от химического состава исходного сырья и используемых методов очистки. В применяемых марках трансформаторных масел имеются отличия по химическому составу и эксплуатационным характеристикам, и предназначены они для различных целей. Для новых масляных трансформаторов требуются лишь совершенно свежие масла, которые до того не находились в эксплуатации. У каждой партии жидкости, которая используется для заливки, должен иметься сертификат фирмы-производителя. До того как залить трансформаторное масло, поступающее с нефтеперерабатывающего завода, в силовой трансформатор, необходимо провести его очистку от влаги, газов и механических примесей.

Влага может содержаться в трансформаторном масле в различной форме. Это может быть осадок, эмульсия и раствор. Трансформаторное масло перед заливкой подвергается полной очистке от влаги, содержащейся в масле в состоянии эмульсии и в форме отстоя. В качестве раствора влага не влияет в значительной степени на тангенс угла потерь и электрическую прочность, правда, содействует увеличению окисляемости жидкости для трансформаторов и ухудшению стабильности ее состава. В связи с этим получение значений напряжения пробива и тангенса угла потерь, удовлетворяющих нормам, не может служить критерием полной очистки.

Важным параметром является плотность трансформаторного масла. Ее необходимо знать, чтобы рассчитать массу продукта, поступившего на пред­приятие. Плотность трансформаторного масла позволяет узнать его углеводородный состав.

При значении давления, равном атмосферному, в растворенном состоянии в масле трансформатора может быть до 10 % воздуха. Если силовые трансформаторы оснащены пленочной и азотной защитой, то перед заливкой специальное масло должно подвергнуться дегазации, чтобы достичь остаточного содержания газа, не превышающего 0,1 % массы.

После того как очистка произведена, механических примесей в масле быть не должно.

Измерение параметров масла

Проверку параметров масел проводят, анализируя их электроизоляционные и физико-химические характеристики:

• электрическую прочность;
• тангенс угла потерь;
• замер влагосодержания;
• замер содержания газа в масле посредством абсорбциометра состоит в определении степени изменения остаточного давления в некоторой емкости после того, как в нее залиты пробы испытуемой жидкости;
• измерение количественного состава механических примесей путем пропускания образца, растворенного в бензине, сквозь бумажный фильтр без содержания золы.

Способ определения влагосодержания масла базируется на том, что происходит выделение водорода в ходе реакции влаги, находящейся в масле, с гидридом кислорода.

Испытания трансформаторного масла

Перед тем как вводить в эксплуатацию трансформаторы, производится испытание трансформаторного масла.

Для трансформаторного оборудования, всех номинальных напряжений испытания масла из бака РПН производятся в полном соответствии с руководством предприятия-производителя. Масло для оборудования, имеющего мощность до 630 кВА, которое устанавливается в электрических сетях, разрешается не подвергать испытаниям.

Трансформаторное масло проверяется заказчиками в сертифицированной лаборатории, которая аттестована на право его испытывать.

Центрифугирование

Такой метод обработки трансформаторного масла состоит в удалении влаги и взвешенных частиц под воздействием центробежных сил. Таким образом удаляется только влага, которая находится в форме эмульсии, и частицы в твердом состоянии. Удельная масса частиц при центрифугировании должна быть больше, чем у трансформаторного масла, подвергаемого обработке. Этим способом очищают преимущественно жидкость для силовых трансформаторов, имеющих напряжение до 35 кВ, или производят ее предварительную обработку.

Фильтрование

Метод состоит в пропускании масла через перегородки пористого типа, задерживающие все содержащиеся в нем примеси.

Адсорбционная обработка

Метод очистки трансформаторного масла посредством адсорбции базируется на поглощении воды и других примесей разнообразными адсорбентами. В их качестве используются синтетические цеолиты, имеющие высокую поглощающую способность, особенно по отношению к частицам воды. Очистка трансформаторного масла цеолитами дает возможность удалить из его состава влагу, находящуюся в состоянии раствора.

Вакуумная обработка

Базовым элементом метода очистки стал дегазатор. Сырое масло сначала подогревается до температуры 50-60 °C. После этого происходит распыление масла в дегазаторе на первой его ступени. Далее оно тончайшей струйкой стекает вдоль поверхности колец Рашига. При этом первая ступень подвергается вакуумированию посредством вакуум-насоса. Выделяемые водяные и газовые пары откачиваются через воздушный фильтр и цеолитовый патрон. Из емкости дегазатора первой ступени масло самотеком проходит во вторую ступень, где оно окончательно осушается и дегазуется. На завершающем этапе трансформаторное масло проходит сквозь фильтр тонкой очистки, подаваясь в трансформатор.

Отработанное масло

Отработанное трансформаторное масло регенерируется на серийных маслорегенерационных установках с использованием силикогеля.

Трансформаторное масло ГК

Указанную маркировку техническая жидкость получила на основании способа ее производства. Масло трансформаторное ГК получают по технологии гидрокрекинга. Сырьем для его изготовления служат парафинистые сернистые нефти. Этот вид масла имеет высокие изоляционные свойства и рекомендуется к использованию в разнообразном высоковольтном оборудовании. Масло трансформаторное ГК содержит присадку ионол и обладает лучшими антиокислительными свойствами.

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]

Трансформаторное масло: общие сведения, принципы сушки

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.

Трансформаторное масло: характеристика и способы очистки

Трансформаторное масло используются для изоляции находящихся под напряжением частей силовых трансформаторов, а также для отведения тепла и предохранения изоляции от увлажнения.

Эксплуатационные свойства трансформаторных масел закладываются еще на этапе выбора способа очистки при получении из нефтей. Именно тогда формируется химический состав будущей электроизоляционной жидкости. Маркировка трансформаторных масел производится в зависимости от их эксплуатационных свойств, а также областей применения. Новые трансформаторы требуют заливки исключительно свежих масел, не использовавшихся ранее. Все партии продукта должны поставляться вместе с сертификатом завода-производителя. Даже свежие трансформаторные масла перед заливкой в электрооборудование должны очищаться от механических примесей, газов и влаги (в случае необходимости).

Влияние примесей на трансформаторное масло

Обычно трансформаторным маслам приходится работать при повышенных температурах (порядка 70-80 ºС). Под воздействием кислорода воздуха масла окисляются, в результате чего из них выделяется нерастворимый осадок в виде шлама, кислот, воды и других продуктов старения.

В условии атмосферного давления в трансформаторном масле не должно пребывать более, чем 10% воздуха. В том случае, когда трансформатор оборудован азотной и пленочной защитой, масло дегазируют до остаточного газосодержания не более, чем 0,1% по массе.

Шлам может накапливаться на внутренних поверхностях элементов трансформатора, ухудшая циркуляцию масла и, соответственно, отведение тепла от нагревающихся частей. Также шлам снижает и электрическую прочность изоляции, поэтому его наличие очень нежелательно. Если не принимать никаких мер, то он может стать причиной возникновения аварии.

Кислоты – также нежелательный компонент трансформаторного масла. Они вызывают коррозию металлических поверхностей трансформаторного аппарата и разрушают хлопчатобумажную изоляцию. Обводнение приводит к понижению электрической прочности масла.

Влага может находиться в трансформаторном масле в виде осадка, эмульсии или же в растворенном состоянии. Последний случай не характеризуется влиянием на электрическую прочность и тангенс угла диэлектрических потерь масла, но может интенсифицировать процессы окисления, снижая стабильность электроизоляционных жидкостей. Продукт, предназначенный для заливки, должен полностью очищаться от эмульсионной влаги и влаги, находящейся в виде отстоя. Как видим, достижение нормированных значений электрической прочности и тангенса угла диэлектрических потерь не могут выступать окончательными и единственными критериями очистки.

Учитывая изложенное выше, можем констатировать, что стабильность масла к окислению является одной из важнейших характеристик. Среди других важных характеристик стоит отметить полное отсутствие воды и механических примесей, а также низкую температуру застывания, при которой масло будет оставаться подвижным даже при отрицательных температурах.

Другие характеристики трансформаторного масла

Электрическая прочность – это способность трансформаторного масла противостоять пробою. Основной характеристикой электрической прочности является величина пробивного напряжения. Она характеризует минимальное значения напряжения, при котором происходит резкое падение сопротивления масла и по нему начинает проходить электрический ток большой величины. На значение электрической прочности в наибольшей степени влияет наличие в трансформаторных маслах воды. Даже небольшое ее количество способно существенно снижать электрическую прочность.

Еще одна характеристика – диэлектрические потери в трансформаторном масле. Данный показатель дает представление о потерях, возникающих при воздействии на изоляционную жидкость переменного магнитного поля. На практике для оценки параметра пользуются тангенсом угла диэлектрических потерь. Справедлива следующая формулировка: меньшему значению тангенса угла соответствует меньшее значение потерь, возникающих в масле.

Энергетиков, конечно же, будет интересовать свойство трансформаторных масел работать в одном аппарате без осуществления замены. В среднем срок службы масла составляет от 5 до 10 лет.

Для оценки эксплуатационных свойств трансформаторных масел используют следующие показатели:

• электрическая прочность;
• тангенс угла диэлектрических потерь;
• влагосодержание;
• газосодержание;
• наличие механических примесей.

Способы очистки трансформаторного масла

Центрифугирование

Данный способ обработки масел состоит в удалении влаги и взвешенных механических частиц при помощи центробежных сил. Отметим, что использование центрифугирования позволяет удалять только влагу, находящуюся в состоянии эмульсии, а также твердые частицы с удельной массой больше удельной массы обрабатываемого нефтепродукта.

Основная отрасль применения центрифугирования – это подготовка масел к заливке в электрооборудование напряжением до 35 кВ и предварительная очистка. При длительной обработке возможно удаление из масла антиокислительных присадок, что будет способствовать окисляемости очищенного продукта.

Фильтрование

Суть данного способа – это пропускание загрязненного масла через специальные пористые перегородки, которые задерживаю существующие примеси.

Адсорбционная очистка

Адсорбционная очистка – это удаление из трансформаторного масла воды и прочих примесей при помощи специальных веществ природного или штучного происхождения – адсорбентов. Часто в качестве последних используются синтетические цеолиты, что вызвано их высокими поглощающими способностями, особенно в отношении молекул воды. Цеолиты позволяют удалять из трансформаторных масел влагу, находящуюся в растворенном состоянии.

Вакуумная обработка

Базовым элементом установок типа УВМ торговой марки GlobeCore является дегазатор. Данное оборудование может использоваться для очистки трансформаторных масел от механических примесей, воды и газов.

Отличительной особенностью установок УВМ является термически ускоренная вакуумная дегидратация и дегазация, характеризующаяся повышенной экономностью.

Кроме перечисленных применений установки GlobeCore также могут с успехом эксплуатироваться при монтаже, ремонте и эксплуатации маслонаполненного высоковольтного оборудования напряжением до 1150 кВ.