Transformerolie - formål, anvendelse, egenskaber

Transformerolie er en raffineret oliefraktion, det vil sige mineralolie. Det opnås ved destillation af olie, hvor denne fraktion koger ved 300 — 400 ° C. Afhængigt af råmaterialets kvalitet er transformatoroliernes egenskaber forskellige. Olien har en kompleks kulbrintesammensætning, hvor den gennemsnitlige molekylvægt varierer fra 220 til 340 amu. Tabellen viser hovedkomponenterne og deres procentdel i sammensætningen af ​​transformerolie.

Transformatorolies egenskaber som elektrisk isolator er hovedsageligt bestemt af værdien dielektrisk tab tangens… Derfor er tilstedeværelsen af ​​vand og fibre i olien fuldstændig udelukket, da eventuelle mekaniske urenheder forværrer denne indikator.

Transformatoroliens udløbstemperatur er fra -45 ° C og lavere, dette er vigtigt for at sikre dens mobilitet under driftsforhold med lav temperatur. Oliens laveste viskositet bidrager til effektiv varmeafledning, selv ved temperaturer fra 90 til 150 °C i tilfælde af udbrud.For forskellige mærker af olier kan denne temperatur være 150 ° C, 135 ° C, 125 ° C, 90 ° C, ikke lavere.

En yderst vigtig egenskab ved transformatorolier er deres stabilitet under oxiderende forhold; transformatorolien skal opretholde de nødvendige parametre i en lang driftsperiode.

Hvad angår RF, er alle mærker af transformatorolier, der anvendes i industrielt udstyr, nødvendigvis hæmmet af antioxidantadditivet ionol (2,6-di-tert-butylparacresol, også kendt som agidol-1). Additivet interagerer med aktive peroxidradikaler, der forekommer i carbonhydridoxidationsreaktionskæden. Hæmmede transformatorolier har således en udtalt induktionsperiode under oxidation.

Tilsætningsfølsomme olier oxiderer langsomt i starten, fordi de resulterende oxidationskæder brydes af inhibitoren. Når additivet er brugt op, oxiderer olien med normal hastighed som uden additivet. Jo længere induktionsperioden for olieoxidation er, desto højere er effektiviteten af ​​tilsætningsstoffet.

Meget af additivets effektivitet er relateret til oliens carbonhydridsammensætning og tilstedeværelsen af ​​ikke-carbonhydridurenheder, der fremmer oxidation, som kan være nitrogenbaser, petroleumssyrer og oxygenholdige produkter fra olieoxidation.

Når petroleumsdestillatet raffineres, reduceres det aromatiske indhold, indeslutningerne af ikke-carbonhydrid fjernes, og i sidste ende forbedres stabiliteten af ​​den ionol-hæmmede transformerolie. I mellemtiden er der en international standard "Specifikation for friske petroleumsisolerende olier til transformere og afbrydere".

Transformerolie er brandfarlig, biologisk nedbrydelig, næsten ikke-giftig og nedbryder ikke ozonlaget. Densiteten af ​​transformerolie varierer fra 840 til 890 kg pr. kubikmeter. En af de vigtigste egenskaber er viskositet. Jo højere viskositet, jo højere dielektrisk styrke. Dog til normal drift i krafttransformatorer og i afbrydere må olien ikke være særlig tyktflydende, ellers vil kølingen af ​​transformatorerne ikke være effektiv, og afbryderen vil ikke kunne bryde lysbuen hurtigt.

Her er en afvejning nødvendig med hensyn til viskositet.Typisk kinematisk viskositet ved 20 °C, de fleste transformatorolier ligger i området 28 til 30 mm2/s.

Før du fylder enheden med olie, renses olien ved dyb termisk vakuumbehandling. Ifølge dette vejledningsdokument "Scope and Standards for Testing of Electrical Equipment" (RD 34.45-51.300-97) må koncentrationen af ​​luft i transformerolie hældt i nitrogen- eller filmafskærmede transformere, i forseglede måletransformatorer og i forseglede bøsninger ikke være højere end 0,5 (bestemt ved gaskromatografi), og det maksimale vandindhold er 0,001 vægt-%.

For krafttransformatorer uden filmbeskyttelse og for permeable bøsninger er et vandindhold på højst 0,0025 vægtprocent tilladt. Hvad angår indholdet af mekaniske urenheder, som bestemmer olierenhedsklassen, bør det ikke være værre end den 11. for udstyr med en spænding på op til 220 kV og ikke værre end den 9. for udstyr med en spænding på -højere end 220 kV . Gennembrudsspændingen, afhængig af driftsspændingen, er vist i tabellen.

Når olien er påfyldt, er gennemslagsspændingen 5 kV lavere end oliens før påfyldning af udstyret. Det er tilladt at reducere renhedsklassen med 1 og øge procentdelen af ​​luft med 0,5 %.

Oxidationsbetingelser (metode til bestemmelse af stabilitet - i henhold til GOST 981-75)

Oliens lækagepunkt bestemmes ved en test, hvor et rør med forseglet olie vippes 45° og olien forbliver på samme niveau i et minut. For friske olier bør denne temperatur ikke være lavere end -45 °C.

Denne parameter er nøglen til olieafbrydere… Men forskellige klimazoner har forskellige krav til flydepunkt. For eksempel er det i de sydlige regioner tilladt at bruge transformerolie med en hældetemperatur på -35 ° C.

Afhængigt af udstyrets driftsbetingelser kan standarderne variere, der kan være nogle afvigelser. For eksempel bør arktiske varianter af transformerolie ikke størkne ved temperaturer over -60 ° C, og flammepunktet falder til -100 ° C (flammepunktet er den temperatur, ved hvilken opvarmet olie producerer dampe, der bliver brændbare, når de blandes med luft). .

I princippet bør antændelsestemperaturen ikke være lavere end 135 ° C. Sådanne karakteristika som antændelsestemperaturen (olien antændes og brænder med den i 5 eller flere sekunder) og selvantændelsestemperaturen (ved en temperatur på 350-400 ° C, antændes olien selv i en lukket digel i nærvær af luft).

Transformatorolie har en termisk ledningsevne på 0,09 til 0,14 W / (mx K) og falder med stigende temperatur.Varmekapaciteten øges med stigende temperatur og kan være fra 1,5 kJ / (kg x K) til 2,5 kJ / (kg x K).

Den termiske ekspansionskoefficient er relateret til standarderne for størrelsen af ​​ekspansionstanken, og denne koefficient er i området 0,00065 1 / K. Transformatoroliens modstand ved 90 ° C og under forhold med elektrisk feltspænding på 0,5 MV / m i må under ingen omstændigheder være højere end 50 Ghm * m.

Ud over viskositeten falder oliemodstanden med stigende temperatur. Dielektrisk konstant — i området 2,1 til 2,4. Tangensen af ​​vinklen for dielektriske tab, som nævnt ovenfor, er relateret til tilstedeværelsen af ​​urenheder, så for ren olie overstiger den ikke 0,02 ved 90 ° C under forhold med feltfrekvens 50 Hz, og i oxideret olie kan den overstige 0,2 .

Oliens dielektriske styrke blev målt under en 2,5 mm nedbrydningstest med en 25,4 mm elektrodediameter. Resultatet bør ikke være lavere end 70 kV og så vil den dielektriske styrke være mindst 280 kV/cm.

På trods af de trufne foranstaltninger kan transformerolie absorbere gasser og opløse en betydelig mængde af dem. Under normale forhold opløses 0,16 milliliter oxygen, 0,086 milliliter nitrogen og 1,2 milliliter kuldioxid let i en kubikcentimeter olie. Det er klart, at ilten begynder at oxidere en smule. Tværtimod, hvis der frigives gasser, er dette et tegn på en spolefejl. Så på grund af tilstedeværelsen af ​​gasser opløst i transformerolie afsløres defekter i transformere ved kromatografisk analyse.

Levetiden for transformere og olie er ikke direkte relateret. Hvis transformeren kan fungere pålideligt i 15 år, anbefales det, at olien renses hvert år og regenereres efter 5 år. For at forhindre hurtig udtømning af olieressourcen er der fastsat visse foranstaltninger, hvis vedtagelse vil forlænge transformatoroliens levetid betydeligt:

• Installation af ekspandere med filtre til at absorbere vand og ilt samt gasser adskilt fra olie;

• Undgå overophedning af arbejdsolien;

• Periodisk rengøring;

• Kontinuerlig oliefiltrering;

• Introduktion af antioxidanter.

Høje temperaturer, reaktionen af ​​olie med ledninger og dielektrikum fremmer alle oxidation, hvilket antioxidanttilskuddet nævnt i begyndelsen har til formål at forhindre. Men regelmæssig rengøring er stadig påkrævet. Olierensning af høj kvalitet bringer den tilbage til brugbar stand.

Hvad kan være årsagen til at tage transformerolien ud af drift? Disse kan være forurening af olien med permanente stoffer, hvis tilstedeværelse ikke førte til dybe ændringer i olien, og så er det nok at udføre mekanisk rensning. Generelt er der flere rengøringsmetoder: mekaniske, termofysiske (destillation) og fysisk-kemiske (adsorption, koagulation).

Er der sket et uheld, er nedbrydningsspændingen faldet kraftigt, der er opstået kulstofaflejringer eller kromatografisk analyse afslørede et problem, renses transformatorolien direkte i transformeren eller i kontakten, blot ved at afbryde enheden fra netværket.

Levetiden for olie i transformere kan forlænges ved at bruge antioxidantadditiver, termosifonfiltre mv. Alt dette udelukker dog ikke behovet for at regenerere brugte olier.

Derfor er opgaven med spildolieregenerering at opnå et velrenset regenerat, der opfylder alle friskoliestandarder. Stabilisering af ustabile regenererende stoffer ved at tilsætte frisk olie eller antioxidantadditiver gør det muligt at bruge de enkleste og mest overkommelige metoder til at regenerere brugte transformatorolier.

Ved regenerering af transformerolie er det vigtigt at opnå velrensede regenereringsmidler, uanset regenereringsmetode og ældningsgrad af olien, og stabilisering, hvis olien er af lav stabilitet, skal ske kunstigt - ved tilsætning af frisk olie eller tilsætning med en høj stabiliserende effekt, effektiv til regenererede olier.

Ved regenerering af brugt transformerolie opnås op til 3 fraktioner af basisolier til fremstilling af andre kommercielle olier, såsom motor-, hydraulik-, transmissionsolier, skærevæsker og fedt.

I gennemsnit opnås efter regenerering 70-85% af olien, afhængigt af den anvendte teknologiske metode. Kemisk regenerering er dyrere. Ved regenerering af transformerolie er det muligt at opnå op til 90 % af basisolien med samme kvalitet som frisk.

Derudover

Et spørgsmål

Er det muligt at tørre olie i en fungerende transformer ved at løfte dækslet i tørt vejr? Vil vandet fordampe fra olien eller bliver olien tværtimod fugtig?

Svar

Tør olie med en gennemslagsspænding på 40-50 kV indeholder tusindedele af en procent fugt. For at fugte olien, karakteriseret ved et fald i oliens nedbrydningsstyrke til 15 - 20 kV, kræves hundrededele af en procent fugt.

I transformere, der har fri kommunikation med atmosfærisk luft gennem en ekspander (eller under et dæksel), er der en kontinuerlig udveksling af fugt med luft. Hvis oliens temperatur falder, og fugtindholdet i den er mindre end i luften, optager olien fugt fra luften i henhold til loven om partialtryk af fugtdamp. På denne måde reduceres oliens gennemslagsspænding.

Fugtudveksling finder også sted mellem olien og transformatorisoleringen (bomuld, bakelit) placeret i olien. Fugt bevæger sig i isoleringen fra varme dele til kolde dele. Hvis transformatoren opvarmes, passerer fugt fra isoleringen til olien, og hvis den afkøles, så omvendt.

Da luftfugtigheden er høj i sommermånederne, falder oliens gennemslagsspænding ved fri udveksling af fugt i forhold til vintermånederne.

Om vinteren, hvor luftfugtigheden er lavest, og temperaturforskellen mellem luften og olien er størst, tørrer olien noget ud. Om sommeren, hvor lynspændinger er mere tilbøjelige til at påvirke transformatorisoleringen, er nedbrydningsstyrken af ​​transformerolie på sit laveste, når den burde være på sit højeste.

For at eliminere den frie udveksling af fugt mellem luft og olie, anvendes lufttørrere med en olietætning.

Når transformatordækslet er åbent, kan der således forekomme udtørring eller befugtning af olien.

Olien tørrer bedre i frostvejr, når luften indeholder den mindste mængde fugt, og der er størst temperaturforskel mellem olien og luften. Men sådan tørring er ineffektiv og ineffektiv, så den bruges ikke i praksis.