Узнайте о важности трансформаторного масла и его очистки

Функции и свойства трансформаторного масла

Трансформаторные масла выполняют функции изоляции, проникая в бумагу, картон и ткань. Эти масла увеличивают пробивное электронапряжение указанных материалов.

Трансформаторное масло обладает низкой вязкостью, что способствует эффективному теплоотведению в твердой изоляции, передавая тепло в систему охлаждения.

Окислительная стойкость трансформаторного масла позволяет ему работать при высоких температурах длительное время, предотвращая поломки в системе изоляции.

Как стареет трансформаторное масло?

Старение масла связано с окислительными процессами. Как только в масло попадают кислород и вода, оно начинает окисляться независимо от внешних условий.

Также на изоляционное масло воздействуют загрязнения от твердых материалов трансформатора. Высокая температура и влажность, вместе с началом окислительных процессов, крайне негативно сказываются на твердой изоляции.

Пара слов о рабочей температуре: трансформаторное масло лучше растворяет воду при высокой температуре. При охлаждении смеси масла с водой, вода выпадает в осадок. Отвергнутая вода может впитываться в изоляцию или притягиваться продуктами разложения в масле.

Влажность будет распределяться между бумагой и маслом, однако это распределение будет непропорциональным. Изоляционная бумага поглощает воду из масла и удерживает её внутри, особенно в местах с высоким напряжением.

Одно из ключевых требований в обслуживании трансформатора — это ежегодная проверка масла. Анализ масла позволяет оценить состояние изоляционной системы трансформатора.

Загрязнение возникает в процессе старения трансформатора. Грязь образуется быстрее при высокой нагрузке, перегреве и неправильной эксплуатации. Это загрязнение увеличивает вязкость масла, снижая его охлаждающая способность и тем самым сокращает срок службы трансформатора.

Трансформаторное масло можно полностью восстановить. При грамотном обслуживании, срок эксплуатации изоляционного масла можно продлить на неопределённый срок. Возможность регенерации сильно окисленного масла стоит рассматривать в контексте высокой стоимости нового масла.

Замена масла (фильтрование, промывка, перезаливка)

Эту процедуру лучше проводить на месте. Трансформатор освобождается от масла. Внутри он промывается горячим нафтеновым или отрегенерированным маслом, чтобы удалить загрязнения, а затем заполняется восстановленным маслом. Загрязненное масло снова проходит регенерацию.

Если промывка загрязненного трансформатора осуществляется только через смотровое отверстие, очищается лишь около 10% от внутренней поверхности. В таких случаях пленка загрязненного масла останется на значительной части поверхности обмотки и внутренней части бака трансформатора.

Не забывайте, что до 10% объема масла в трансформаторе впитается в целлюлозную изоляцию. Остальное масло, оставшееся в изоляции и трансформаторе, содержит полярные структуры и может разрушить новое или отрегенерированное масло.

Если верхнее покрытие удалено, примерно 60% поверхности может быть очищено.

Простой замены масла недостаточно для удаления всей осадочной грязи, например, из системы охлаждения и между обмотками. Эти осадки будут растворяться в новом масле и способствовать окислению.

Регенерация и очищение от грязи на месте

Процесс регенерации масла и очищения от загрязнений выполняется на месте (возможно, в баке трансформатора). Масло откачивается из нижней части бака, нагревается, фильтруется, дегазируется и обезвоживается перед возвратом на верх трансформатора через расширительный бак.

Процесс продолжается до тех пор, пока масло не достигнет установленных стандартов или других спецификаций. Методика восстановления масла основана на нагреве, адсорбции и вакуумировании (для удаления воды и дегазации). Все обнаруженные утечки должны быть устранены перед обработкой масла.

Разница между регенерацией и очисткой заключается в том, что очистка не удаляет такие вещества, как кислоты, альдегиды, кетоны и прочее, растворенные в масле. Поэтому очистка не может изменить цвет масла с янтарного на желтый. В то время как регенерация включает и очистку, и фильтрацию, и обезвоживание.

Проведенная регенерация и очистка трансформаторного масла на месте обеспечивает следующие результаты:

• Содержание влаги в масле снижено до менее чем 10 ppm
• Кислотность уменьшена до менее чем 0,02 мгм КОН/гр масла
• Пробивное напряжение увеличено более чем на 70 кВ
• Межфазное напряжение достигло 40 дн
• Tgd масла стало равно или меньше 0,003
• Загрязнения либо растворены, либо образуют суспензию в масле, и были удалены в ходе регенерации
• Стабильность окисления масла восстановлена
• Цвет масла восстановлен до светло-желтого
• Пробивное напряжение твердой изоляции улучшено

Хотя стандартная регенерация удалит загрязнения, которые растворились или образовались в суспензии в масле, осадочные загрязнения не будут удалены.

Процесс очистки представляет собой чистку трансформатора горячим маслом, что позволяет удалять грязные осадки. Очищение от грязи или промывка горячим маслом необходимы, когда анализ масла показывает больше 0,15 мгм КОН/гр и межфазное напряжение меньше 24 дн./см.

Очищение от грязи осуществляется с помощью установки для регенерации масла, процесс требует нагрева масла до достижения точки растворимости загрязнений в трансформаторе и, в частности, в целлюлозной изоляции. Масло при этом играет роль растворителя для собственных продуктов разложения.

Усадка изоляции и обезвоживание трансформаторного масла

Усадка изоляции может быть вызвана перемещениями катушки под нагрузкой и, в частности, ударными нагрузками, а также быть результатом деградации целлюлозы. Регенерация трансформаторного масла на месте не вызывает усадки изоляции.

Если изоляция трансформатора очень сухая (до + 2% от сухого веса), усадка не происходит. Основной задачей процесса регенерации является регулирование масла в трансформаторе, а не осушение изоляции. Невозможно просушить твердую изоляцию во время регенерационного процесса. Для достижения сверхсухих уровней требуется значительное время.

Перемещение влаги с влажной изоляции с помощью термодиффузионной осушки — это естественный процесс, который направлен на восстановление баланса между изоляцией обмотки и маслом.

Пока нет внешних воздействий (например, вакуумирования), процесс остаётся натуральным, и усадки изоляции не происходит. Это медленный процесс, зависящий от уровня диффузии воды через твердую изоляцию.

Потеря фурановой величины

Восстановление (регенерация или очистка) или замена трансформаторного масла влияет на фурановые соединения, которые используются для оценки уровня полимеризации (состояния и оставшегося срока службы изоляции). Фурановые тесты трансформаторного масла необходимо проводить до начала очистки.

Если состояние трансформаторного масла ухудшается до предельного, не изменяется и не регенерируется, это может существенно сократить срок службы трансформатора. После очистки масла устанавливается новая базовая линия для контроля фурановых соединений. Будущие тесты на фуран должны сопоставляться с этой новой базой.

Процесс очистки и пробой

Перед началом регенерации вся система, включая шланги, заполняется маслом. Старое масло и суспензированные вещества, находящиеся на дне бака трансформатора, откачиваются из нижней части трансформатора (отфильтрованное, очищенное масло) и подаются обратно через расширительный бак. Таким образом, уровень масла в трансформаторе остаётся стабильным.

Таким образом, масло будет беспрепятственно циркулировать, и загрязняющие вещества не попадут обратно в бак трансформатора. В бак вернётся только чистое, обезвоженное, свободное от частиц (отфильтрованное) масло.

Очистка — это последовательный процесс, который растворяет и выводит из трансформатора грязь в течение всего времени очистки.

Повреждение трансформаторного масла

При повышении температуры масла до точки растворимости продуктов разложения, следует использовать автоматическую систему контроля нагрева, чтобы избежать термоокисления и разрушения масла.

При правильно спроектированном и функционирующем оборудовании очистка трансформаторного масла может быть безопасной и экономичной процедурой. Однако в случае неудачного проектирования оборудование может повредить масло в нагревательном агрегате или окислить его при использовании центрифуг вместо специальных нагревателей.

Влага в масле

Если изоляция трансформатора увлажнена, ожидается, что уровень влаги в масле увеличится после регенерации. Влага будет перемещаться с влажной части изоляции к сухому маслу до достижения равновесия температуру между целлюлозой и маслом.

Диэлектрическая прочность диэлектрика

Диэлектрическая прочность диэлектрика снизится, как только уровень влажности в масле увеличится после регенерации.

Контроль качества после регенерации

Кислотность

Кислотность может значительно повыситься в короткие сроки после регенерации. Это происходит из-за растворения загрязнений в активных частях трансформатора.

Тем не менее, это будет означать, что успех регенерации или очистки во многом зависит от времени процесса очистки.

Если использовались неподходящее оборудование или установки, масло может быть повреждено, и его стабильность к окислению может быть нарушена. В результате характеристики масла будут ухудшаться значительно быстрее.

Можно уверенно гарантировать качество отрегенерированного масла как минимум на срок до двух лет с последующими очистками, при условии, что трансформатор правильно герметизирован, атмосферный клапан обслуживается, а рабочие температуры трансформатора (масла и обмотки) не превышают допустимые пределы.

Гарантийный срок зависит от первоначального качества масла, типа использованных изоляционных материалов и текущих условий окружающей среды.