Выбор трансформаторного масла для надежной работы

Введение в трансформаторные масла

Трансформаторные масла – это минеральные масла с высокой чистотой и низкой вязкостью.

Эти масла используются в реакторном оборудовании, трансформаторах (включая силовые и измерительные), а также в масляных выключателях, где они служат для гашения дуги.

Основные требования и свойства

Главное свойство трансформаторных масел – это стойкость к окислению.

В составе российских трансформаторных масел присутствует антиокислительная присадка – 2,6-дитретичный бутилпаракрезол (ионол, агидол-1). Масла с такими добавками окисляются с определенным индукционным периодом.

Проще говоря, процесс окисления у трансформаторных масел в начале происходит очень медленно, так как образование окислительных веществ нейтрализуется ингибитором. Однако со временем эффективность этой присадки снижается, и окисление ускоряется.

Эффективность присадки зависит от длины индукционного периода окисления масла, а также от его состава и наличия соединений, способствующих окислению.

Выбор трансформаторного масла

Трансформаторные масла можно классифицировать в зависимости от сырья и метода производства.

Трансформаторное масло ТКп

(ТУ 38.101890-81) получают из нафтеновых нефтей с низким содержанием серы путём кислотно-щелочной очистки. Содержит присадку ионол. Рекомендуется для оборудования с напряжением до 500 кВ.

Трансформаторное масло селективной очистки

(ГОСТ 10121-76) получают из сернистых парафинистых нефтей путём фенольной очистки и низкотемпературной депарафинизации. Содержит присадку ионол. Рекомендуется для оборудования с напряжением до 220 кВ.

Трансформаторное масло Т-1500У

(ТУ 38.401-58-107-97) получают из сернистых парафинистых нефтей путём селективной очистки и гидрирования. Содержит присадку ионол. Обладает повышенной окислительной стабильностью, низким содержанием сернистых соединений и малым тангенсом угла диэлектрических потерь. Рекомендуется для электрооборудования с напряжением до 500 кВ.

Трансформаторное масло Масло ГК

(ТУ 38.1011025-85) производят из сернистых парафинистых нефтей путём гидрокрекинга. Содержит присадку ионол. Соответствует требованиям стандарта МЭК 296 к маслам класса IIА. Обладает хорошими диэлектрическими свойствами и высокой окислительной стабильностью. Рекомендуется для электрооборудования высоких классов напряжения.

Трансформаторное масло Масло ВГ

(ТУ 38.401978-98) получают из парафинистых нефтей путём гидрокаталитических процессов. Содержит присадку ионол. Соответствует критериям стандарта МЭК 296 к маслам класса IIА. Также обладает хорошими диэлектрическими свойствами и высокой стабильностью к окислению. Рекомендуется для электрооборудования высоких классов напряжения.

Трансформаторное масло Масло АГК

(ТУ 38.1011271-89) получают из парафинистых нефтей с применением гидрокаталитических процессов. Содержит присадку ионол. Обладает хорошими диэлектрическими свойствами и высокой стабильностью против окисления. Рекомендуется для трансформаторов арктического исполнения.

Трансформаторное масло Масло МВТ

(ТУ 38.401927-92) производят из парафинистых нефтей путём гидрокаталитических процессов. Содержит присадку ионол. Соответствует критериям стандарта МЭК 296 к маслам класса IIIА. Имеет низкотемпературные свойства, низкий тангенс угла диэлектрических потерь и хорошую окислительную стабильность. Рекомендуется для масляных выключателей и трансформаторов.

Международная классификация

Международная электротехническая комиссия разработала документ “Спецификация на свежие нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей”.

В этом документе выделяют три класса трансформаторных масел:

• Масла для южных регионов (температура застывания не выше -30 °С)
• Масла для северных регионов (температура застывания не выше -45 °С)
• Масла для арктических регионов (температура застывания -60 °С)

Литера “А” в обозначении класса указывает на наличие ингибитора окисления. Если литеры нет – масло не содержит ингибиторов.

Эксплуатация и требования

Трансформаторные масла эксплуатируются в нормальных условиях, при температурах не выше +95 °С. Многие трансформаторы защищены от кислорода с помощью пленочных диафрагм и азотной защиты. Окисленные продукты негативно влияют на характеристики масла, сокращая его срок службы.

Срок службы трансформаторных масел также зависит от используемых материалов, совместимых с маслом. Материалы не должны способствовать старению масла и содержать нежелательные примеси. Высококачественные трансформаторные масла могут использоваться без замены в течение 20-25 лет и более.

Перед заполнением трансформаторное масло должно пройти комплексную температурную обработку.

Согласно документу РД 34.45-51.300-97 “Объем и нормы испытаний электрооборудования”, содержание воздуха в масле для трансформаторов с пленочной или азотной защитой не должно превышать 0,5 % (определяется газовой хроматографией), а содержание воды не более 0,001 %.

Для силовых трансформаторов без пленочной защиты допускается содержание воды в 0,0025 %. Содержание механических примесей (класс чистоты) должно быть не ниже 11-го для оборудования с напряжением до 220 кВ и не ниже 9-го для оборудования с напряжением более 220 кВ.

Требования по пробивному напряжению

Критерии напряжения трансформаторных масел соответствуют следующим значениям (кВ):

Спустя заливку трансформаторного масла в оборудование допустимые значения пробивного напряжения на 5 кВ ниже, чем до заливки. Небольшое ухудшение класса чистоты (на 1) и увеличение процента содержания воздуха на 0,5 % допускаются.

Также установлены значения параметров трансформаторного масла, по которым рабочее масло можно считать нормальным. Если показатели превышены, необходимо принять меры по восстановлению масла или устранению причин ухудшения характеристик.

Кроме того, представлены значения параметров, при которых масло требует замены. В таблице указаны требования к рабочим маслам.

Обслуживание и замена адсорбентов

Сорбенты в термосифонных и адсорбционных фильтрах трансформаторов по РД 34.20.501-95 “Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации” необходимо заменять в трансформаторах с мощностью более 630 кВ·А, когда кислотное число масла превышает 0,1 мг КОН/г или при обнаружении в масле шлама, растворимых в воде кислот или увеличении тангенса угла диэлектрических потерь выше нормы.

Для трансформаторов с мощностью до 630 кВ·А замена адсорбентов в фильтрах должна проводиться во время ремонта или при значительном снижении параметров твердой изоляции. Содержание воды в сорбенте перед установкой в фильтры не должно превышать 0,5 %.