Зачем нужно масло в трансформаторе? Роль масла в трансформаторах - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Основной частью трансформатора является его обмотка, которая должна быть защищена. В процессе снижения высокого напряжения до низкого напряжения аппарат выделяет много тепла. Если не отвести тепло, медь начнет плавиться, и электрический контакт будет потерян.

Содержание

Надежная работа высоковольтных трансформаторов возможна благодаря использованию масла

охлаждение. Во время скачков напряжения вверх/вниз температура обмоток трансформатора повышается, что требует соответствующего охлаждения;
электрическая изоляция. Масло действует как изолятор между обмотками, повышенное сопротивление изоляции помогает избежать короткого замыкания;
мера безопасности. Газовая защита (основанная на принципе Бухгольца) заключается в подаче сигнала отключения в случае быстрого накопления газа, приводящего к короткому замыканию. Индикатор температуры масла характеризует внутреннее состояние бака трансформатора. Масло позволяет избежать больших потерь и повреждения аппаратуры.

В трансформаторах мощностью до 50-500 кВА используется бумажно-масляная изоляция, основой которой является изоляционная бумага, пропитанная маслом. В трансформаторах мощностью до 20-30 кВА используются большие сварные конструкции из стальных листов с несколькими трубами, идущими параллельно с одной или нескольких сторон. Магнитопровод с обмотками помещается в трубчатый резервуар. Масло окружает электрические обмотки и отводит от них тепло. За счет конвекции, когда он горячий, он поднимается к верхней части трубки, охлаждается, опускается и стекает обратно в резервуар с более низкой температурой. Затем он повторяет ту же схему.

Направленное охлаждение масла обеспечивает равномерный теплообмен между обмоткой и маслом, что влияет на его эффективность:

очень хороший коэффициент теплопроводности (легко рассеивает тепло);
Химическая стабильность – это очень важный показатель устойчивости вещества, не зависящий от времени.

Химическая стабильность – это очень важный показатель долговечности вещества, не зависящий от времени.
Трансформаторное масло обеспечивает хорошие условия для дуговой закалки. Изоляция снижает потери меди из-за нагрева, уменьшает шум, возникающий в трансформаторе, и приводит к снижению уровня вибрации. Масло вообще не проводит электричество, что лучше всего подходит для условий короткого замыкания.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то упустил. Посмотрите на карту моего сайта, и я буду рад, если вы найдете еще что-нибудь полезное на моем сайте.

Масло в этих устройствах выполняет две функции. Очевидно, что он обладает изоляционными свойствами, как в трансформаторах. Но его основная функция – эффективное гашение электрической дуги.

Область применения трансформаторного масла

Для начала давайте развеем некоторые стереотипы. Существует устойчивое заблуждение, что все жидкости являются проводниками. На самом деле, не все, и не так четко, как металлы.

Важным свойством трансформаторного масла является его высокое сопротивление электрическому току. Настолько высока, что жидкость, по сути, является диэлектриком (в разумных пределах, конечно).

Такое свойство, как смазываемость, в последнюю очередь интересует электротехническую промышленность. Напротив, теплопроводность очень важна.

Мы будем говорить о свойствах отдельно, поскольку они возникают из двух областей применения:

В электрических трансформаторах масло выступает в качестве диэлектрика и средства эффективного отвода тепла. Всем известно, что электрические установки сильно нагреваются. Воздушное охлаждение не столь эффективно, поскольку не может обеспечить тесный контакт охлаждаемого объекта с теплоотдающей средой. Трансформаторы должны иметь массивную конструкцию с большой поверхностью рассеивания тепла. Назначение трансформаторного масла заключается в эффективном отводе тепла при относительно компактной конструкции.
Обогреватели присутствуют и даже оснащены вентиляторами.

Однако эта система отвода тепла непропорционально велика по сравнению с размерами трансформаторов с воздушным охлаждением (в пользу жидкостных трансформаторов).
Кроме того, трансформаторное масло используется в контактных группах автоматических выключателей. Конечно, речь идет не о тех клавишах на стене, с помощью которых вы включаете свет в ванной. Масляные выключатели могут быть размером с небольшой дом и используются на высоковольтных подстанциях, которые обеспечивают электроэнергией как минимум промышленное предприятие или целый город.

Мощность этих устройств поражает воображение: напряжение достигает нескольких сотен тысяч вольт, а ток – 50 000 ампер.

Масло в этих устройствах выполняет две функции. Конечно, он обладает изоляционными свойствами, как в трансформаторах. Однако основная цель – эффективное гашение электрической дуги.

При размыкании (замыкании) контактов в электрических коммутационных аппаратах с такими параметрами возникает электрическая дуга, которая может разрушить группу контактов в течение нескольких циклов.

Электрическая дуга при размыкании контактов (авария на подстанции) – видео

Однако проблемы возникают только в воздухе. Если внутренняя часть заполнена трансформаторным маслом, искры и дуги не будет.

В машинах мощностью 50-500 кВА используется бумажно-масляная изоляция. Это изоляционная бумага, пропитанная маслом. В трансформаторах мощностью 20-30 кВА используются большие стальные конструкции (чаны) с большим количеством трубок, идущих параллельно с одной или нескольких сторон. Обмотки вместе с сердечником помещаются в трубчатый бак, где они окружены маслом, которое рассеивает тепло. Благодаря конвекции горячая жидкость поднимается по трубе, охлаждается и опускается обратно в резервуар. По мере нагревания масла этот процесс повторяется.

Зачем трансформаторам нужно масло?

Обмотки являются наиболее важной частью трансформатора и должны быть защищены. В процессе преобразования высокого напряжения в низкое напряжение оборудование выделяет много тепла. Это тепло должно отводиться, чтобы предотвратить выход трансформаторов из строя.

Для выполнения задач, связанных с эксплуатацией трансформаторов, используются специальные масла.

Трансформаторное масло – это продукт перегонки очищенной сырой нефти. Температура его кипения составляет от +300 °C до +400 °C. В зависимости от того, какое масло используется, масла обладают определенными свойствами. Они имеют сложный состав, включающий следующие компоненты:

10-15 % парафина
60-70% нафтены или циклопарафины
15-20 % ароматических углеводородов
1-2% асфальто-смолистых веществ
< 1 % соединений серы
< 0,8 % азотных соединений
< 0,02 % нафтеновые кислоты
0,2 – 0,5 % антиоксидантные добавки

Трансформаторные масла предназначены для выполнения следующих функций

Охлаждение
Электрическая изоляция
Дуговая закалка

Для оборудования с номинальной мощностью 50-500 кВА используется бумажно-масляная изоляция. Это изоляционная бумага, пропитанная маслом. В трансформаторах мощностью 20-30 кВА используются большие стальные конструкции (чаны) с большим количеством труб, идущих параллельно с одной или нескольких сторон. Обмотки вместе с сердечником помещаются в трубчатый бак, где они окружены маслом, которое рассеивает тепло. Благодаря конвекции горячая жидкость поднимается по трубе, охлаждается и опускается обратно в резервуар. По мере нагревания масла этот процесс повторяется.

Производится из сырой нефти, добываемой в Западной Сибири. Качество этой марки не очень высокое, и ее не рекомендуется использовать в установках выше 220 кВ. ТКп производится из сырой нефти с низким содержанием серы. Он подходит для напряжения до 500 кВ.

Маркс

Трансформаторные масла эксплуатируются в различных условиях, иногда весьма суровых: при отрицательных температурах в Арктике или, наоборот, при очень высоких температурах в странах с жарким климатом.

Трансформаторы на морских нефтяных платформах также работают в экстремальных условиях.

Существуют различные типы трансформаторных масел для различных условий эксплуатации. Различия в характеристиках обусловлены разными технологиями их производства, причем эти технологии выбираются в зависимости от сырья, т.е. нефти.

Основной принцип заключается в следующем: чем выше напряжение, при котором работает трансформатор, тем более жесткие требования предъявляются к маслу.

Различные марки масел представлены в основном российскими, шведскими и австрийскими производителями. Зарубежные аналоги часто бывают несколько лучшего качества, чем российские, поскольку требования к параметрам масла за рубежом более строгие. Их цена относительно высока.

Оценка TSP.

Производится из нефти, добываемой в западной части Сибири. Качество этого сорта не очень высокое, и его не рекомендуется использовать в установках мощностью выше 220 кВ. Сорт ТКп производится из сырой нефти с низким содержанием серы. Он рассчитан на напряжение до 500 кВ.

Российские масла Т750 и Т1500.

Эти масла производятся устаревшими методами, при их производстве используется серная кислота, поэтому они содержат много серы.

Однако эти масла подходят для оборудования, напряжение которого не превышает 500 кВ, а при дополнительной обработке могут быть добавлены даже в оборудование с напряжением до 750 кВ.

Масла ГК

Также производится в России, изготавливается по более современной технологии гидрокрекинга. Использование каталитического гидропарафинирования придает ему высокие гидроизоляционные свойства, что позволяет использовать этот сорт масла в оборудовании с напряжением до 1150 кВ. Масло VG устойчиво к окислению, производится из парафинового масла.

Отличные изоляционные свойства позволяют использовать это масло в оборудовании при очень высоком напряжении.

Нефть АГК

Принадлежит к классу арктических масел и характеризуется стабильной работой при низких температурах. Его низкая вязкость предназначена для работы при отрицательных температурах. Подходит для оборудования с более высокими классами напряжения.

Оценка MBT.

Для использования в северных широтах. Помимо низкой вязкости, он имеет низкую температуру застывания и низкую температуру вспышки.

Шведская компания Nynas производит масла Nitro10X и Nitro11GX.

Оба сорта изготавливаются из венесуэльской нефти, которая содержит очень мало твердых парафинов и соединений серы. Масла, изготовленные из этого сырья, превосходят российские масла по низкотемпературным свойствам.

Американская компания Mobil производит масло Mobilect 44N.

Производится из техасской нафтеновой нефти с низким содержанием парафина и серы. Благодаря присадкам масло обладает хорошими низкотемпературными и антиоксидантными свойствами.

Помимо вышеперечисленных компаний, трансформаторные масла производят Shell (Нидерланды), Technol (Азербайджан), British Petroleum (Великобритания) и многие другие, а количество марок трансформаторных масел очень велико.

Трансформаторные масла имеют множество параметров и показателей, поэтому выбор марки с правильным составом – очень сложная задача для неспециалиста. Неправильный выбор приведет к высокой вероятности выхода из строя дорогостоящего оборудования. Кроме того, трансформаторы являются высоковольтным оборудованием, поэтому возможны жертвы.

Поэтому к выбору смазочного материала следует относиться очень серьезно, и здесь нет права на ошибку.

Помимо правильного выбора, необходимо постоянно следить за состоянием масла. При соблюдении этих условий производители гарантируют длительную и надежную работу трансформатора.

По этой причине рекомендуется проводить техническое обслуживание трансформаторных подстанций. Но роль масла в трансформаторе не ограничивается охлаждением.

Различные типы изоляции обмоток в трансформаторах

Если речь идет об оборудовании малой мощности, то вполне допустимо выбрать бумажную изоляцию, которая пропитана маслом. Однако если выходная мощность составляет 20-30 кВА, требуется что-то более серьезное.

Сварная конструкция представляет собой довольно простую систему циркуляции масла вокруг катушек.

Вывод следующий:

масло непосредственно соприкасается с обмотками;
нагретое масло поднимается наверх, где оно охлаждается;
охлажденное масло поступает по трубам обратно к змеевикам.

Такая система всегда будет работать при соблюдении только одного критерия – масло должно оставаться достаточно жидким, чтобы двигаться. Со временем свойства масла ухудшаются из-за циклов нагревания и охлаждения.

Присутствие даже очень небольшого количества влаги в масле очень вредно с точки зрения изоляции, поскольку оно отрицательно влияет на диэлектрические свойства масла и твердую изоляцию трансформатора. Когда трансформатор заполнен маслом, бумага впитывает влагу из масла, что влияет на ее изоляционные свойства и, таким образом, сокращает срок службы. Даже 8 молекул воды на 1000000 оказывают негативное влияние на изоляцию. Как и индустриальные масла, трансформаторные масла окисляются при воздействии повышенной температуры и кислорода, особенно в присутствии мелких металлических частиц, которые действуют как катализаторы, вызывая увеличение кислотного числа вследствие образования карбоновой кислоты.

Решение есть: установка для очистки трансформаторного масла КИМ-0,6

Мобильная заправочная станция КИМ-0.6 Мобильная маслостанция предназначена для очистки промышленных масел с максимальной вязкостью до 70 сСт при 50 °C. Он решает проблемы загрязнения, удаляя свободную и растворенную воду, механические примеси и газ из трансформаторных, турбинных, компрессорных и смазочных масел. Установка проста в эксплуатации (всего один кран), компактна (780/570/1510) и многофункциональна (используется для сушки, нагрева, откачки, фильтрации, дегазации и заполнения трансформаторов маслом). В SMM-0.6 нет необходимости в использовании влагопоглотителя для обезвоживания благодаря термической вакуумной сушке. Среди преимуществ SMM-0.6 – низкое энергопотребление, которое не превышает 12 кВт. Максимальные свойства масла достигаются уже после одного цикла обработки. Кроме того, СММ-0.6 не вызывает загрязнения воздуха и не создает отходов, требующих хранения и утилизации.

Установка для очистки трансформаторного масла КИМ-0.6 с GlobeCore обеспечивает бесперебойную работу электрических и промышленных установок и экономит затраты на приобретение нового масла.

Вы также можете посмотреть видео на нашем канале YouTube для более подробного ознакомления с функциями машины.

Читайте далее: