Λάδι μετασχηματιστή — σκοπός, εφαρμογή, χαρακτηριστικά

Το λάδι μετασχηματιστή είναι ένα κλάσμα εξευγενισμένου λαδιού, δηλαδή ορυκτέλαιο. Λαμβάνεται με απόσταξη λαδιού, όπου αυτό το κλάσμα βράζει στους 300 — 400 ° C. Ανάλογα με την ποιότητα της πρώτης ύλης, οι ιδιότητες των λαδιών μετασχηματιστών είναι διαφορετικές. Το λάδι έχει σύνθετη σύνθεση υδρογονανθράκων όπου το μέσο μοριακό βάρος κυμαίνεται από 220 έως 340 amu. Ο πίνακας δείχνει τα κύρια συστατικά και το ποσοστό τους στη σύνθεση του λαδιού μετασχηματιστή.

Οι ιδιότητες του λαδιού μετασχηματιστή ως ηλεκτρικού μονωτή καθορίζονται κυρίως από την τιμή εφαπτομένη της διηλεκτρικής απώλειας… Επομένως, η παρουσία νερού και ινών στο λάδι αποκλείεται εντελώς, καθώς τυχόν μηχανικές ακαθαρσίες επιδεινώνουν αυτόν τον δείκτη.

Η θερμοκρασία εκροής του λαδιού μετασχηματιστή είναι από -45 ° C και χαμηλότερη, αυτό είναι σημαντικό για να εξασφαλιστεί η κινητικότητά του σε συνθήκες λειτουργίας χαμηλής θερμοκρασίας. Το χαμηλότερο ιξώδες του λαδιού συμβάλλει στην αποτελεσματική διάχυση της θερμότητας, ακόμη και σε θερμοκρασίες από 90 έως 150 ° C σε περίπτωση εστιών.Για διαφορετικές μάρκες λαδιών, αυτή η θερμοκρασία μπορεί να είναι 150 ° C, 135 ° C, 125 ° C, 90 ° C, όχι χαμηλότερη.

Μια εξαιρετικά σημαντική ιδιότητα των λαδιών μετασχηματιστών είναι η σταθερότητά τους σε οξειδωτικές συνθήκες. το λάδι του μετασχηματιστή πρέπει να διατηρεί τις απαιτούμενες παραμέτρους για μεγάλο χρονικό διάστημα λειτουργίας.

Ειδικότερα, όσον αφορά τη ραδιοσυχνότητα, όλες οι μάρκες λαδιών μετασχηματιστών που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικό εξοπλισμό αναστέλλονται απαραίτητα από το αντιοξειδωτικό πρόσθετο ιονόλη (2,6-δι-τριτ-βουτυλπαρακρεσόλη, επίσης γνωστή ως αγιδόλη-1). Το πρόσθετο αλληλεπιδρά με ενεργές ρίζες υπεροξειδίου που εμφανίζονται στην αλυσίδα αντίδρασης οξείδωσης υδρογονανθράκων. Έτσι, τα ανασταλμένα λιπαντικά μετασχηματιστών έχουν έντονη περίοδο επαγωγής κατά την οξείδωση.

Τα ευαίσθητα σε πρόσθετα έλαια οξειδώνονται αργά στην αρχή επειδή οι προκύπτουσες αλυσίδες οξείδωσης σπάνε από τον αναστολέα. Όταν το πρόσθετο εξαντληθεί, το λάδι οξειδώνεται με τον κανονικό ρυθμό όπως χωρίς το πρόσθετο. Όσο μεγαλύτερη είναι η περίοδος επαγωγής της οξείδωσης του λαδιού, τόσο μεγαλύτερη είναι η αποτελεσματικότητα του πρόσθετου.

Μεγάλο μέρος της αποτελεσματικότητας του προσθέτου σχετίζεται με τη σύνθεση υδρογονάνθρακα του λαδιού και την παρουσία μη υδρογονανθρακικών ακαθαρσιών που προάγουν την οξείδωση, που μπορεί να είναι αζωτούχες βάσεις, οξέα πετρελαίου και προϊόντα οξείδωσης λαδιού που περιέχουν οξυγόνο.

Όταν το απόσταγμα πετρελαίου εξευγενίζεται, το αρωματικό περιεχόμενο μειώνεται, τα μη υδρογονανθρακικά εγκλείσματα αφαιρούνται και τελικά βελτιώνεται η σταθερότητα του λαδιού μετασχηματιστή με αναστολή ιονόλης. Εν τω μεταξύ, υπάρχει ένα διεθνές πρότυπο "Προδιαγραφές για φρέσκα μονωτικά λάδια πετρελαίου για μετασχηματιστές και διακόπτες κυκλώματος".

Το λάδι μετασχηματιστή είναι εύφλεκτο, βιοδιασπώμενο, σχεδόν μη τοξικό και δεν καταστρέφει το στρώμα του όζοντος. Η πυκνότητα του λαδιού μετασχηματιστή κυμαίνεται από 840 έως 890 κιλά ανά κυβικό μέτρο. Μία από τις πιο σημαντικές ιδιότητες είναι το ιξώδες. Όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες, τόσο μεγαλύτερη είναι η διηλεκτρική αντοχή. Ωστόσο, για κανονική λειτουργία σε μετασχηματιστές ισχύος και στους διακόπτες κυκλώματος, το λάδι δεν πρέπει να είναι πολύ παχύρρευστο, διαφορετικά η ψύξη των μετασχηματιστών δεν θα είναι αποτελεσματική και ο διακόπτης κυκλώματος δεν θα μπορεί να σπάσει γρήγορα το τόξο.

Εδώ είναι απαραίτητος ένας συμβιβασμός όσον αφορά το ιξώδες.Τυπικά κινηματικό ιξώδες στους 20 °C, τα περισσότερα λιπαντικά μετασχηματιστών είναι στην περιοχή από 28 έως 30 mm2/s.

Πριν γεμίσετε τη συσκευή με λάδι, το λάδι καθαρίζεται με βαθιά θερμική επεξεργασία κενού. Σύμφωνα με αυτό το έγγραφο καθοδήγησης «Πεδίο εφαρμογής και πρότυπα για τη δοκιμή ηλεκτρικού εξοπλισμού» (RD 34.45-51.300-97), η συγκέντρωση αέρα στο λάδι μετασχηματιστή που χύνεται σε μετασχηματιστές θωρακισμένους με άζωτο ή μεμβράνη, σε σφραγισμένους μετασχηματιστές μέτρησης και σε σφραγισμένους δακτυλίους δεν πρέπει να να είναι υψηλότερο από 0,5 (καθορίζεται με αέρια χρωματογραφία) και η μέγιστη περιεκτικότητα σε νερό είναι 0,001% κατά βάρος.

Για μετασχηματιστές ισχύος χωρίς προστασία μεμβράνης και για διαπερατούς δακτυλίους, επιτρέπεται περιεκτικότητα σε νερό όχι μεγαλύτερη από 0,0025% κατά μάζα. Όσον αφορά την περιεκτικότητα σε μηχανικές ακαθαρσίες, που καθορίζει την κατηγορία καθαρότητας λαδιού, δεν πρέπει να είναι χειρότερη από την 11η για εξοπλισμό με τάση έως 220 kV και όχι χειρότερη από την 9η για εξοπλισμό με τάση -μεγαλύτερη από 220 kV . Η τάση διάσπασης, ανάλογα με την τάση λειτουργίας, φαίνεται στον πίνακα.

Όταν γεμίσει το λάδι, η τάση διάσπασης είναι 5 kV χαμηλότερη από αυτή του λαδιού πριν την πλήρωση του εξοπλισμού. Επιτρέπεται η μείωση της τάξης καθαρότητας κατά 1 και η αύξηση του ποσοστού αέρα κατά 0,5%.

Συνθήκες οξείδωσης (μέθοδος για τον προσδιορισμό της σταθερότητας — σύμφωνα με το GOST 981-75)

Το σημείο διαρροής του λαδιού προσδιορίζεται με μια δοκιμή στην οποία ένας σωλήνας με σφραγισμένο λάδι έχει κλίση κατά 45 ° και το λάδι παραμένει στο ίδιο επίπεδο για ένα λεπτό. Για φρέσκα λάδια, αυτή η θερμοκρασία δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από -45 °C.

Αυτή η παράμετρος είναι βασική διακόπτες λαδιού… Ωστόσο, διαφορετικές κλιματικές ζώνες έχουν διαφορετικές απαιτήσεις σε σημείο ροής. Για παράδειγμα, στις νότιες περιοχές επιτρέπεται η χρήση λαδιού μετασχηματιστή με θερμοκρασία έκχυσης -35 ° C.

Ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας του εξοπλισμού, τα πρότυπα μπορεί να διαφέρουν, μπορεί να υπάρχουν κάποιες αποκλίσεις. Για παράδειγμα, οι αρκτικές ποικιλίες λαδιού μετασχηματιστή δεν πρέπει να στερεοποιούνται σε θερμοκρασίες πάνω από -60 ° C και το σημείο ανάφλεξης πέφτει στους -100 ° C (το σημείο ανάφλεξης είναι η θερμοκρασία στην οποία το θερμαινόμενο λάδι παράγει ατμούς που γίνονται εύφλεκτοι όταν αναμιγνύεται με τον αέρα). .

Κατ 'αρχήν, η θερμοκρασία ανάφλεξης δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από 135 ° C. Χαρακτηριστικά όπως η θερμοκρασία ανάφλεξης (το λάδι αναφλέγεται και καίγεται μαζί του για 5 ή περισσότερα δευτερόλεπτα) και η θερμοκρασία αυτανάφλεξης (σε θερμοκρασία 350-400 ° Γ, το λάδι αναφλέγεται ακόμη και σε κλειστό χωνευτήριο παρουσία αέρα).

Το λάδι μετασχηματιστή έχει θερμική αγωγιμότητα από 0,09 έως 0,14 W / (mx K) και μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.Η θερμοχωρητικότητα αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και μπορεί να είναι από 1,5 kJ / (kg x K) έως 2,5 kJ / (kg x K).

Ο συντελεστής θερμικής διαστολής σχετίζεται με τα πρότυπα για το μέγεθος της δεξαμενής διαστολής και αυτός ο συντελεστής είναι στην περιοχή 0,00065 1 / K. Η αντίσταση του λαδιού του μετασχηματιστή στους 90 ° C και υπό συνθήκες τάσης ηλεκτρικού πεδίου 0,5 Το MV / m σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να είναι υψηλότερο από 50 Ghm * m.

Εκτός από το ιξώδες, η αντίσταση του λαδιού μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Διηλεκτρική σταθερά — στην περιοχή από 2,1 έως 2,4. Η εφαπτομένη της γωνίας των διηλεκτρικών απωλειών, όπως προαναφέρθηκε, σχετίζεται με την παρουσία ακαθαρσιών, επομένως για καθαρό λάδι δεν υπερβαίνει το 0,02 στους 90 ° C υπό συνθήκες συχνότητας πεδίου 50 Hz και σε οξειδωμένο λάδι μπορεί να υπερβαίνει το 0,2 .

Η διηλεκτρική αντοχή του λαδιού μετρήθηκε κατά τη διάρκεια μιας δοκιμής διάσπασης 2,5 mm με διάμετρο ηλεκτροδίου 25,4 mm. Το αποτέλεσμα δεν πρέπει να είναι χαμηλότερο από 70 kV και τότε η διηλεκτρική ισχύς θα είναι τουλάχιστον 280 kV / cm.

Παρά τα μέτρα που έχουν ληφθεί, το λάδι μετασχηματιστή μπορεί να απορροφήσει αέρια και να διαλύσει σημαντική ποσότητα από αυτά. Υπό κανονικές συνθήκες, 0,16 χιλιοστόλιτρα οξυγόνου, 0,086 χιλιοστόλιτρα αζώτου και 1,2 χιλιοστόλιτρα διοξειδίου του άνθρακα διαλύονται εύκολα σε ένα κυβικό εκατοστό λαδιού. Προφανώς το οξυγόνο θα αρχίσει να οξειδώνεται λίγο. Αντίθετα, εάν απελευθερωθούν αέρια, αυτό είναι σημάδι ελαττώματος του πηνίου. Έτσι, λόγω της παρουσίας αερίων διαλυμένων στο λάδι του μετασχηματιστή, τα ελαττώματα στους μετασχηματιστές αποκαλύπτονται με χρωματογραφική ανάλυση.

Η διάρκεια ζωής των μετασχηματιστών και του λαδιού δεν σχετίζεται άμεσα.Εάν ο μετασχηματιστής μπορεί να λειτουργήσει αξιόπιστα για 15 χρόνια, συνιστάται το λάδι να καθαρίζεται κάθε χρόνο και να αναγεννάται μετά από 5 χρόνια. Προκειμένου να αποφευχθεί η ταχεία εξάντληση του πόρου πετρελαίου, προβλέπονται ορισμένα μέτρα, η υιοθέτηση των οποίων θα παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του λαδιού μετασχηματιστή:

• Εγκατάσταση διαστολέων με φίλτρα για την απορρόφηση νερού και οξυγόνου, καθώς και αερίων που διαχωρίζονται από το λάδι.

• Αποφυγή υπερθέρμανσης του λαδιού εργασίας.

• Περιοδικός καθαρισμός;

• Συνεχές φιλτράρισμα λαδιού.

• Εισαγωγή αντιοξειδωτικών.

Οι υψηλές θερμοκρασίες, η αντίδραση του λαδιού με σύρματα και διηλεκτρικά προάγουν την οξείδωση, την οποία το αντιοξειδωτικό συμπλήρωμα που αναφέρθηκε στην αρχή έχει σκοπό να αποτρέψει. Αλλά εξακολουθεί να απαιτείται τακτικός καθαρισμός. Ο καθαρισμός λαδιού υψηλής ποιότητας το επαναφέρει σε κατάσταση χρήσης.

Ποιος μπορεί να είναι ο λόγος για την απόσυρση του λαδιού του μετασχηματιστή από τη λειτουργία; Αυτά μπορεί να είναι μόλυνση του λαδιού με μόνιμες ουσίες, η παρουσία των οποίων δεν οδήγησε σε βαθιές αλλαγές στο λάδι και στη συνέχεια αρκεί να πραγματοποιηθεί μηχανικός καθαρισμός. Γενικά, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι καθαρισμού: μηχανικός, θερμοφυσικός (απόσταξη) και φυσικοχημικός (προσρόφηση, πήξη).

Εάν έχει συμβεί ατύχημα, η τάση διάσπασης έχει πέσει απότομα, έχουν εμφανιστεί εναποθέσεις άνθρακα ή χρωματογραφική ανάλυση αποκάλυψε ένα πρόβλημα, το λάδι του μετασχηματιστή καθαρίζεται απευθείας στον μετασχηματιστή ή στον διακόπτη, απλά αποσυνδέοντας τη συσκευή από το δίκτυο.

Η διάρκεια ζωής του λαδιού στους μετασχηματιστές μπορεί να επεκταθεί χρησιμοποιώντας αντιοξειδωτικά πρόσθετα, φίλτρα θερμοσίφωνα κ.λπ. Ωστόσο, όλα αυτά δεν αποκλείουν την ανάγκη αναγέννησης χρησιμοποιημένων ελαίων.

Επομένως, το καθήκον της αναγέννησης χρησιμοποιημένων ορυκτελαίων είναι η απόκτηση ενός καλά καθαρισμένου αναγέννησης που πληροί όλα τα πρότυπα φρέσκου λαδιού. Η σταθεροποίηση ασταθών αναγεννητικών ουσιών με την προσθήκη φρέσκου λαδιού ή αντιοξειδωτικών προσθέτων καθιστά δυνατή τη χρήση των απλούστερων και πιο προσιτών μεθόδων για την αναγέννηση των χρησιμοποιημένων λαδιών μετασχηματιστών.

Κατά την αναγέννηση λαδιού μετασχηματιστή, είναι σημαντικό να λαμβάνετε καλά καθαρισμένα αναγεννητικά υλικά, ανεξάρτητα από τη μέθοδο αναγέννησης και τον βαθμό γήρανσης του λαδιού, και η σταθεροποίηση, εάν το λάδι είναι χαμηλής σταθερότητας, πρέπει να γίνεται τεχνητά - με προσθήκη φρέσκου λαδιού ή προσθέτοντας με υψηλή σταθεροποιητική δράση, αποτελεσματικό για αναγεννημένα έλαια.

Κατά την αναγέννηση χρησιμοποιημένου λαδιού μετασχηματιστή, λαμβάνονται έως και 3 κλάσματα βασικών ελαίων για την παρασκευή άλλων εμπορικών λιπαντικών, όπως λιπαντικών κινητήρα, υδραυλικών, κιβωτίων ταχυτήτων, υγρών κοπής και γράσου.

Κατά μέσο όρο, μετά την αναγέννηση, λαμβάνεται το 70-85% του λαδιού, ανάλογα με την εφαρμοσμένη τεχνολογική μέθοδο. Η χημική αναγέννηση είναι πιο ακριβή. Κατά την αναγέννηση λαδιού μετασχηματιστή, είναι δυνατό να ληφθεί έως και 90% του βασικού λαδιού με την ίδια ποιότητα με το φρέσκο.

Επιπροσθέτως

Μια ερώτηση

Είναι δυνατόν να στεγνώσει το λάδι σε έναν μετασχηματιστή που λειτουργεί σηκώνοντας το κάλυμμά του σε ξηρό καιρό; Θα εξατμιστεί το νερό από το λάδι ή, αντίθετα, θα γίνει υγρό το λάδι;

Απάντηση

Το ξηρό λάδι με τάση διάσπασης 40-50 kV περιέχει τα χιλιοστά του τοις εκατό υγρασίας. Για να υγρανθεί το λάδι, που χαρακτηρίζεται από μείωση της αντοχής του λαδιού σε διάσπαση στα 15 - 20 kV, απαιτούνται εκατοστά του τοις εκατό υγρασίας.

Σε μετασχηματιστές που έχουν ελεύθερη επικοινωνία με τον ατμοσφαιρικό αέρα μέσω διαστολέα (ή κάτω από ένα κάλυμμα), υπάρχει συνεχής ανταλλαγή υγρασίας με αέρα. Εάν η θερμοκρασία του λαδιού μειωθεί και η περιεκτικότητα σε υγρασία σε αυτό είναι μικρότερη από τον αέρα, το λάδι απορροφά την υγρασία από τον αέρα σύμφωνα με το νόμο των μερικών πιέσεων των ατμών υγρασίας. Με αυτόν τον τρόπο μειώνεται η τάση διάσπασης του λαδιού.

Γίνεται επίσης ανταλλαγή υγρασίας μεταξύ του λαδιού και της μόνωσης του μετασχηματιστή (βαμβάκι, βακελίτης) που τοποθετείται στο λάδι. Η υγρασία μετακινείται στη μόνωση από τα θερμά μέρη στα κρύα μέρη. Εάν ο μετασχηματιστής θερμανθεί, τότε η υγρασία περνά από τη μόνωση στο λάδι και αν κρυώσει, τότε το αντίστροφο.

Δεδομένου ότι η υγρασία του αέρα είναι υψηλή τους καλοκαιρινούς μήνες, η τάση διάσπασης του λαδιού μειώνεται με ελεύθερη ανταλλαγή υγρασίας σε σύγκριση με τους χειμερινούς μήνες.

Το χειμώνα, όταν η υγρασία του αέρα είναι η χαμηλότερη και η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του αέρα και του λαδιού είναι η μεγαλύτερη, το λάδι στεγνώνει κάπως. Το καλοκαίρι, όταν οι αστραπές είναι πιο πιθανό να επηρεάσουν τη μόνωση του μετασχηματιστή, η αντοχή σε διάσπαση του λαδιού του μετασχηματιστή είναι στο χαμηλότερο επίπεδο όταν θα έπρεπε να είναι στο υψηλότερο επίπεδο.

Για την εξάλειψη της ελεύθερης ανταλλαγής υγρασίας μεταξύ αέρα και λαδιού, χρησιμοποιούνται στεγνωτήρες αέρα με σφράγιση λαδιού.

Έτσι, όταν το κάλυμμα του μετασχηματιστή είναι ανοιχτό, μπορεί να προκληθεί ξήρανση ή διαβροχή του λαδιού.

Το λάδι θα στεγνώσει καλύτερα σε παγωμένο καιρό όταν ο αέρας περιέχει τη μικρότερη ποσότητα υγρασίας και υπάρχει η μεγαλύτερη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του λαδιού και του αέρα. Αλλά μια τέτοια ξήρανση είναι αναποτελεσματική και αναποτελεσματική, επομένως δεν χρησιμοποιείται στην πράξη.