Каталог продукции

Тел.:  + 7 (8452) 53-15-19

+ 7 (8452) 47-19-08

Факс: + 7 (8452) 57-73-66

+ 7 (8452) 47-19-09

E-mail: marketing@npo64.ru

Тел. : + 7 (8452) 47-19-08; +7 (845-2) 53-15-19

Факс: + 7 (8452) 47-19-09; +7 (845-2) 57-73-66

E-mal: marketing@npo64.ru

Трансформаторное масло, основные характеристики. Применяемое оборудование и методы очистки масла

 

Трансформаторное масло, - очищенная фракция нефти, получаемая при перегонке, кипящая при температуре от 300 °С до 400 °С. В зависимости от происхождения нефти обладают различными свойствами и эти отличительные свойства исходного сырья отражаются на свойствах масла. Оно имеет сложный углеводородный состав со средним весом молекул 220-340 а.е., и содержит следующие основные компоненты.

1. Парафины

10-15%

2. Нафтены или циклопарафины

60-70%

3. Ароматические углеводороды

15-20%

4. Асфальто-смолистые вещества

1-2 %

5. Сернистые соединения

< 1%

6. Азотистые соединения

< 0.8%

7. Нафтеновые кислоты

<0.02%

8. Антиокислительная присадка (ионол)

0.2-0.5%

 Общие требования и свойства

    Электроизоляционные свойства масел определяются в основном тангенсом угла диэлектрических потерь. Диэлектрическая прочность трансформаторных масел в основном определяется наличием волокон и воды, поэтому механические примеси и вода в маслах должны полностью отсутствовать. Низкая температура застывания масел (-45 °С и ниже) необходима для сохранения их подвижности в условиях низких температур. Для обеспечения эффективного отвода тепла трансформаторные масла должны обладать наименьшей вязкостью при температуре вспышки не ниже 95, 125, 135 и 150 °С для разных марок.

    Наиболее важное свойство трансформаторных масел - стабильность против окисления, т. е. способность масла сохранять параметры при длительной работе. В России все сорта применяемых трансформаторных масел ингибированы антиокислительной присадкой - 2,6-дитретичным бутилпаракрезолом (известным также под названиями ионол, агидол-1 и др.). Эффективность присадки основана на ее способности взаимодействовать с активными пероксидными радикалами, которые образуются при цепной реакции окисления углеводородов и являются основными ее носителями. Трансформаторные масла, ингибированные ионолом, окисляются, как правило, с ярко выраженным индукционным периодом.    В первый период масла, восприимчивые к присадкам, окисляются крайне медленно, так как все зарождающиеся в объеме масла цепи окисления обрываются ингибитором окисления. После истощения присадки масло окисляется со скоростью, близкой к скорости окисления базового масла. Действие присадки тем эффективнее, чем длительнее индукционный период окисления масла, и эта эффективность зависит от углеводородного состава масла и наличия примесей неуглеводородных соединений, промотирующих окисление масла (азотистых оснований, нафтеновых кислот, кислородсодержащих продуктов окисления масла).Происходящее при очистке нефтяных дистиллятов снижение содержания ароматических углеводородов, как и удаление неуглеводородных включений, повышает стабильность ингибированного ионолом трансформаторного масла.    Международная электротехническая комиссия разработала стандарт (Публикация 296) «Спецификация на свежие нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей»

Основные физико-химические свойства масла.

Из основных характеристик масла отметим, что оно горючее, биоразлагаемое, практически не токсичное, не нарушающее озоновый слой. Плотность масла обычно находится в диапазоне (0.84-0.89)×103 кг/м3. Вязкость является одним из важнейших свойств масла. С позиций высокой электрической прочности желательно иметь масло более высокой вязкости. Для того, чтобы хорошо выполнять свои дополнительные функции в трансформаторах (как охлаждающая среда) и выключателях (как среда, где движутся элементы привода), масло должно обладать невысокой вязкостью, в противном случае трансформаторы не будут надлежащим образом охлаждаться, а выключатели- разрывать электрическую дугу в установленное для них время.

Поэтому выбирают компромиссное значение вязкости для различных масел. Кинематическая вязкость для большинства масел при температуре 20 °С составляет 28-30×10-6 м2/с.

Характеристики трансформаторных масел

Показатели

ТКп

Маслоселек-тивной очистки

Т-1500У

ГК

ВГ

АГК

МВТ

Кинематическая вязкость, мм2/с, при температуре

     50°С

9

9

-

9

9

5

-

     40°С

-

-

11

-

-

-

3,5

     20°С

-

28

-

-

-

-

-

     -30°С

1500

1300

1300

1200

1200

-

-

     -40°С

-

-

-

-

-

800

150

Кислотное число, мг КОН/г, не более

0,02

0,02

0,01

0,01

0,01

0,01

0,02

Температура, °С

     вспышки в закрытом тигле, не ниже

135

150

135

135

135

125

95

     застывания, не выше

-45

-45

-45

-45

-45

-60

-65

Содержание

     водорастворимых кислот и щелочей

Отсутствие

-

-

-

-

-

     маханических примесей

Отсутствие

-

Отсутствие

-

Отсутствие

     фенола

-

Отсутствие

-

-

-

-

-

     серы, % (маc. доля)

-

0,6

0,3

-

-

-

-

     сульфирующихся веществ, % (об.),не более

-

-

-

-

-

-

10

Стабильность, показатели после окисления, не более

     осадок, % (маc. доля)

0,01

Отсутствие

0,015

0,015

Отсутствие

     легучие низкомолекулярные кислоты мг КОН/г

0,005

0,005

0,05

0,04

0,04

0,04

0,04

Кислотное число, мг КОН/г

0,1

0,1

0,2

0,1

0,1

0,1

0,1

Стабильность по методу МЭК, индукционный период,ч, не менее

-

-

-

150

120

150

150

Прозрачность

-

Прозрачно при 5°С

Прозрачно при 20°С

-

-

-

-

Тангенс угла диэлектрических потерь при 90°С, %, не более

2,2

1,7

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Цвет, ед. ЦНТ, не более

1

1

1,5

1

1

1

-

Коррозия на медной пластинке

Выдерживает

-

Выдерживает

Показатель преломления, не более

1,505

-

-

-

-

-

-

Плотность при 20 °С, кг/м3, не более

895

-

885

895

895

895

-

 Перед заполнением электроаппаратов масло подвергают глубокой термовакуумной обработке. Согласно действующему РД 34.45-51.300-97 "Объем и нормы испытаний электрооборудования" концентрация воздуха в масле, заливаемом в трансформаторы с пленочной или азотной защитой, герметичные вводы и герметичные измерительные трансформаторы не должна превышать 0,5% (при определении методом газовой хроматографии), а содержание воды 0,001% (маc. доля). В силовые трансформаторы без пленочной защиты и негерметичные вводы допускается заливать трансформаторное масло с содержанием воды 0,0025% (маc. доля). Содержание механических примесей, определяемое как класс чистоты, не должно быть хуже 11-го для оборудования напряжением до 220кВ и хуже 9-го для оборудования напряжением выше 220 кВ. При этом показатели пробивного напряжения в зависимости от рабочего напряжения оборудования должны быть равны (кВ).

Рабочее напряжение оборудования

Пробивное напряжение масла

     До 15 (вкл.)

30

     Св. 15 до 35 (вкл.)

35

     От 60 до 150 (вкл.)

55

     От 220 до 500 (вкл.)

60

     750

65

Непосредственно после заливки трансформаторного масла в оборудование допустимые значения пробивного напряжения масла на 5кВ ниже, чем у масла до заливки. Допускается ухудшение класса чистоты трансформаторного масла на единицу и увеличение содержания воздуха на 0,5%.

Примечание. Условия окисления при определении стабильности по методу ГОСТ 981-7

Масло

Температура, °С

Длительность, ч

Расход кислорода, мл/мин

ТКп и масло селективной очистки

120

14

200

Т-1500У

135

30

50

ГК и АГК

155

14

50

ВГ

155

12

50

Температурой застывания называется температура, при которой масло загустевает настолько, что при наклонении пробирки с охлажденным маслом под углом 45° его уровень останется неизменным в течение 1 мин. В масляных выключателях температура застывания имеет решающее значение. Свежее масло не должно застывать при температуре -45°С; в южных районах страны разрешается применять масло с температурой застывания -35°С. Для эксплуатационных масел допускается ряд отступлений от нормированной температуры застывания в зависимости от  того, находится ли масло в трансформаторе или выключателе, работает в закрытом помещении или же на открытом воздухе. Для специальных арктических сортов масла температура застывания уменьшается до -(60-65) °С, однако при этом понижается и температура вспышки до 90-100°С.

Температурой вспышки называется температура нагреваемого в тигле масла, при котором его пары образуют с воздухом смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней пламени. Вспышка происходит настолько быстро, что масло не успевает прогреться и загореться. Температура вспышки трансформаторного масла не должна быть ниже 135°С. Если нагреть масло выше температуры вспышки, то наступает такой момент, когда при поднесении пламени к маслу оно загорается.

 Температура, при которой масло загорается и горит не менее 5 сек., называется температурой воспламенения масла. 

 Температура, при которой происходит возгорание в закрытом тигле, в присутствии воздуха, без поднесения пламени, называется температурой самовоспламенения. Для трансформаторного масла она составляет 350-400 °С.

Из других теплофизических характеристик отметим сравнительно небольшую теплопроводность l от 0.09 до 0.14 Вт/(м×К), уменьшающуюся в зависимости от температуры. Теплоемкость, наоборот, увеличивается с ростом температуры от 1.5 кДж/(кГ×К) до 2.5 кДж/(кГ×К). Коэффициент теплового расширения масла определяет требования к размерам расширительного бака трансформатора и составляет примерно 6.5×10-4 1/К.

Удельное сопротивление масла нормируется при температуре 90°С и напряженности поля 0.5 МВ/м, и оно не должно превышать 5×1010 Ом×м для любых сортов масел. Отметим, что удельное сопротивление, как и вязкость, сильно падают с ростом температуры (более чем на порядок при уменьшении температуры на 50 °С). Диэлектрическая проницаемость масла невелика и  колеблется в пределах 2.1-2.4. Тангенс угла диэлектрических потерь определяется наличием примесей в масле. В чистом масле он не должен превышать 2×10-2 при температуре 90°С и рабочей частоте 50 Гц. В окисленном загрязненном и увлажненном масле tgd возрастает и может достигать более чем 0.2. Электрическая прочность масла определяется в стандартном разряднике с полусферическими электродами диаметром 25.4 мм и межэлектродным расстоянием 2.5 мм. Пробивное напряжение должно составлять не менее 70 кВ, при этом в разряднике электрическая прочность масла будет не менее 280 кВ/см.

            Поглощение и выделение газов маслом. Масло способно поглощать и растворять  весьма  значительные количества воздуха и других газов. По имеющимся данным в 1 см3 масла при комнатной температуре растворяется: азота 0.086 см3; кислорода 0.16 см3; углекислоты 1.2 см3. При этом кислород, не только растворяется, но и химически соединяется с маслом, образуя продукты окисления. Выделение газов из масла очень часто является признаком зарождающегося дефекта в обмотке трансформатора. В настоящее время разработан и используется способ определения дефектов в трансформаторе по наличию растворенных в масле газов, т.н. хроматографический анализ.

Существует большой разрыв между сроком службы трансформатора и сроком службы масла. Трансформатор может работать без ремонта 10-15 лет, а масло уже через год требует очистки, а через 4-5 лет - регенерации. Мерами, позволяющими продлить срок эксплуатации масла, являются:

1) защита масла от соприкосновения с наружным воздухом путем установки расширителей с фильтрами, поглощающими кислород и воду, а также вытеснение из масла воздуха;

2) снижение перегрева масла в условиях эксплуатации;

3) регулярные очистки от воды и шлама;

4) применение для снижения кислотности непрерывной фильтрации масла;

5) повышение стабильности масла путем введения  антиокислителей.

Антиокислительная присадка специально вводится в масло для предотвращения его окисления под действием локальных высоких температур и реакций с проводниковыми и диэлектрическими материалами. Обычно в качестве присадки используют ионол, реже применяются и другие добавки.

Очистка, сушка и регенерация масла. Очисткой масла называется такая операция, с помощью которой загрязненное или окисленное масло приводится  в  пригодное для эксплуатации состояние. После хорошей очистки масло должно полностью восстановить свои начальные свойства, т.е. должно быть совершенно прозрачно, не должно содержать кислот, осадков, воды, угля и других загрязнений. Причины изъятия масла из эксплуатации могут быть двух родов. Если масло во время эксплуатации оказалось лишь загрязненным различными постоянными веществами и не претерпело глубоких изменений, то для его восстановления достаточно прибегнуть к одному из описываемых ниже методов механической очистки.

Для восстановления отработанных трансформаторных масел применяются разнообразные технологические операции, основанные на физических, физико-химических и химических процессах и заключаются в обработке масла с целью удаления из него продуктов старения и загрязнения. В качестве технологических процессов обычно соблюдается следующая последовательность методов:

механический - для удаления из масла свободной воды и твердых загрязнений;

теплофизический (выпаривание, вакуумная перегонка);

физико-химический (коагуляция, адсорбция).

      Очистка масла непосредственно в трансформаторах и выключателях может производиться периодически или после аварии при резком снижении пробивного напряжения, появления угля и прочих ненормальных явлениях или в результате данных хроматографического анализа. Как правило, трансформаторы и выключатели в этих случаях выводятся из работы и отключаются от сети.

В зависимости от процесса регенерации (очистки) трансформаторного масла получают 2-3 фракции базовых масел, из которых компаундированием и введением присадок могут быть приготовлены товарные масла (моторные, трансмиссионные, гидравлические, СОЖ, пластичные смазки). Средний выход регенерированного масла из отработанного, содержащего около 2-4% твердых загрязняющих примесей и воду, до 10% топлива, составляет 70-85% в зависимости от применяемого способа регенерации (очистки) масла.

Если их недостаточно, используются химические способы регенерации (очистки) масел, связанные с применением более сложного оборудования и большими затратами.

Для регенерации (очистки) отработанных трансформаторных масел применяются разнообразные аппараты и установки, действие которых основано, как правило, на использовании сочетания методов (физических, физико-химических и химических), что дает возможность регенерировать (очищать) отработанные масла разных марок и с различной степенью снижения показателей качества.

Необходимо отметить, что при регенерации (очистке) масел, возможно, получать базовые масла, по качеству идентичные «свежим», причем выход масла в зависимости от качества сырья составляет 80-90%, таким образом, базовые масла можно регенерировать (очищать) еще по крайней мере два раза, но это возможно реализовать при условии применения современных технологических процессов.

Рекомендуемое оборудование для регенерации (очистки) трансформаторного масла

СОГ-913КТ1М (тонкая очистка минеральных масел от мех. прим., с непрерывным отводом воды)

СОГ-913К1Ф (для очистки более загрязненной исходной жидкости.)

Установка восстановления трансформаторных масел УВМ-02 (Стенд СОГ-913КТ1М+Блок адсорберов)

Установка восстановления трансформаторных масел УВМ-03 (Стенд СОГ-913КТ1М + Блок адсорберов + Блок подогрева масла)

УВФ-1000(компакт) (*УВФ-1000 (компакт))

УРМ-1000(дегазация, удаление растворенных газов и жидкостей, очистка от мех. прим.)

ВГБ-1000 мобильная установка для очистки трансформаторных масел

 

Общество с ограниченной ответственность НПО "РосТехЭнерго"
Р/с № 40702810456000000714 в Отд. Саратовское ОСБ №8622 г. СаратовТел. : + 7 (8452) 47-19-08; +7 (845-2) 53-15-19
БИК 046311649, ИНН 6451426025, КПП 645101001, ОГРН 1106451000061, ОКПО 89366679Факс: + 7 (8452) 47-19-09; +7 (845-2) 57-73-66
Юридический адрес: 410022, Россия, г.Саратов, ул. Хомяковой 20E-mal: marketing@npo64.ru
Почтовый адрес: 410022, Россия, г.Саратов, ул. Хомяковой, д. 20http://www.npo64.ru