Трансформаторное масло - важнейший компонент любого маслонаполненного электрооборудования. От его качества и свойств зависит надежность и долговечность трансформаторов и других аппаратов. Давайте разберемся, какие бывают марки трансформаторных масел, чем они отличаются и где применяются.
Назначение трансформаторных масел
Трансформаторные масла используются для заполнения баков силовых трансформаторов и другого электрооборудования. Их основные функции:
- отвод тепла от активной части трансформатора;
- электрическая изоляция обмоток;
- защита обмоток от воздействия кислорода и влаги.
Благодаря высокой диэлектрической прочности, трансформаторные масла позволяют избежать электрических пробоев между обмотками, находящимися под высоким напряжением. А за счет хороших теплоотводящих свойств масло отводит тепло от нагретых обмоток и не дает им перегреться.
Требования к трансформаторному маслу
К трансформаторным маслам предъявляются следующие основные требования:
- высокая диэлектрическая прочность (не менее 50 кВ/мм);
- стабильность против окисления при нагреве;
- низкая вязкость;
- температура застывания не выше -45°C;
- отсутствие механических примесей и влаги.
Помимо этого, трансформаторное масло должно быть химически нейтральным и не разрушать изоляцию обмоток. Для улучшения эксплуатационных свойств в состав масел вводят специальные присадки.
Показатели качества трансформаторных масел
Основные показатели качества трансформаторных масел:
- электрическая прочность;
- тангенс угла диэлектрических потерь;
- кислотное число;
- температура вспышки;
- вязкость;
- содержание механических примесей и влаги.
Эти показатели определяют область применения того или иного масла. Например, масла с высокой электрической прочностью используются в трансформаторах высших классов напряжения.
Отечественные марки трансформаторных масел
В России производятся следующие основные марки трансформаторных масел:
Масло Т-1500У
Применяется в трансформаторах напряжением до 500 кВ. Обладает хорошей окислительной стабильностью и низким содержанием серы (до 0,3%).
Масло ГК
Изготавливается из сернистых парафинистых нефтей. Отличается низким содержанием серы и ароматических углеводородов. Применение - в оборудовании напряжением до 1150 кВ.
Масло ВГ
Производится из парафинистых нефтей. Содержит антиоксидантную присадку ионол. Обладает высокой стойкостью к окислению. Используется в трансформаторах высших классов напряжения.
Масло ТСП
Изготавливается из западносибирских нефтей. Характеризуется высоким содержанием серы (до 0,6%) и невысокими эксплуатационными свойствами. Применяется в основном в оборудовании до 220 кВ.
Масло ТКп
Производится из малосернистой нефти. Содержит присадку ионол. Используется в трансформаторах напряжением до 500 кВ.
Масло АГК
Отличается низкой температурой застывания и вязкостью при отрицательных температурах. Применяется в оборудовании высших классов напряжения, в основном в северных регионах.
Масло МВТ
Специальное масло с низкой вязкостью при высоких и низких температурах. Используется в трансформаторах арктического исполнения и масляных выключателях на Севере.
| Марка масла | Класс напряжения оборудования | Температура застывания |
| Т-1500У | До 500 кВ | -45°C |
| ГК | До 1150 кВ | -60°C |
| ВГ | Сверхвысокое | -50°C |
Как видно из таблицы, отечественные марки трансформаторных масел подходят для оборудования различных классов напряжения и условий эксплуатации.
Зарубежные марки трансформаторных масел
Из зарубежных производителей трансформаторных масел можно выделить компании Mobil и Shell.
Mobil
Компания Mobil производит трансформаторные масла серии Mobilect, которые отличаются высокой стабильностью к окислению и низким содержанием примесей. Масла Mobilect могут применяться в трансформаторах и другом электрооборудовании различных классов напряжения.
Shell
Трансформаторные масла Shell серии Diala выпускаются двух типов - с ингибиторами и без них. Эти масла характеризуются стабильно высокими эксплуатационными свойствами на протяжении всего срока службы.
Таким образом, зарубежные производители предлагают качественные трансформаторные масла, которые могут конкурировать с отечественными аналогами.
Выбор марки масла для конкретного оборудования
При выборе трансформаторного масла для конкретного оборудования следует учитывать ряд факторов:
- Класс напряжения трансформатора.
- Температурный режим работы.
- Наличие специальных требований к стойкости масла.
- Стоимость масла.
Для трансформаторов на напряжение до 35 кВ обычно используют масла Т-1500У, ТСП, ТКп. Для более высоких классов напряжения применяют масла ГК, ВГ, Nytro.
В северных районах предпочтительны масла АГК и МВТ, рассчитанные на работу при низких температурах. А в южных регионах могут применяться более дешевые масла ТСП и Т-1500У.
Таким образом, выбор конкретной марки трансформаторного масла зависит от условий и режимов работы оборудования.
Подготовка масла перед заливкой в оборудование
Перед заливкой в трансформаторы масло должно пройти специальную подготовку - очистку от примесей и влаги. Это необходимо, чтобы обеспечить требуемые электрические и эксплуатационные характеристики масла.
Для очистки масла применяются такие методы, как отстаивание, центрифугирование, фильтрование, обработка адсорбентами, вакуумирование. Эти процессы позволяют удалить из масла механические примеси, воду, растворенные газы и продукты окисления.
Существуют специальные комплексные установки для обработки трансформаторных масел, например установки серии УТОМ производства завода "Электрощит".
После очистки в масле не должно содержаться более 0,001% влаги и 0,5% растворенных газов. Только в этом случае его можно заливать в трансформаторы и другое оборудование.
Эксплуатация трансформаторных масел
В процессе эксплуатации трансформаторные масла подвергаются воздействию высоких температур, электрических разрядов, кислорода воздуха. В результате со временем происходит их постепенное старение и ухудшение характеристик.
Факторы старения масел
Основные факторы, приводящие к старению трансформаторных масел:
- Термоокислительная деструкция при нагреве.
- Электрическое старение от воздействия электрических разрядов.
- Окисление кислородом воздуха.
- Растворение воды и газов.
В результате этих процессов ухудшаются диэлектрические свойства масел, снижается их стойкость к окислению, повышается кислотное число.
Контроль состояния масла в процессе эксплуатации
Для оценки состояния трансформаторных масел в процессе эксплуатации периодически проводят их анализ. Определяют такие показатели, как электрическая прочность, тангенс угла диэлектрических потерь, кислотное число, содержание влаги и газов.
При превышении предельных значений хотя бы одного из показателей требуется regeneration или замена масла.
Срок службы и замена масел
Срок службы трансформаторного масла напрямую не связан со сроком работы оборудования. Рекомендуется проводить регенерацию масел через каждые 5 лет эксплуатации. А полную замену масла - после 15-20 лет или при его серьезном ухудшении.
Утилизация и регенерация отработанных масел
Отработанные трансформаторные масла подлежат либо утилизации, либо регенерации для повторного использования.
Способы утилизации:
- Сжигание в специальных установках.
- Захоронение на полигонах.
- Использование в дорожном строительстве.
Регенерация отработанных масел позволяет восстановить параметры отработанных трансформаторных масел для дальнейшего использования. Проводится с помощью адсорбентов, фильтров, вакуумной обработки.
Такая регенерация дает экономический эффект и снижает техногенное воздействие на окружающую среду.
Тенденции развития трансформаторных масел
Несмотря на долгую историю применения, трансформаторные масла продолжают совершенствоваться. К основным тенденциям их развития можно отнести:
- Повышение рабочих температур. Современные трансформаторы работают при все более высоких температурах. Это требует создания масел с улучшенной термической стабильностью, чтобы расширить температурный диапазон их применения.
- Увеличение срока службы. Задача производителей - увеличить интервалы между заменами масла, что позволит снизить эксплуатационные затраты. Добиваются этого путем введения более эффективных присадок.
- Снижение воспламеняемости. Для повышения пожаробезопасности создаются трудногорючие и негорючие масла на основе синтетических соединений.
- Уменьшение вязкости. Масла с меньшей вязкостью обеспечивают более эффективное охлаждение трансформаторов. Достигается это применением специальных присадок.
Интересные факты о трансформаторных маслах
- Первое трансформаторное масло было получено в конце XIX века путем очистки керосина.
- В СССР широко использовалось трансформаторное масло марки ГК, получившее прозвище "гэка".
- Объем масла в трансформаторе может достигать нескольких тысяч литров.
- Самые большие трансформаторы содержат до 60 тонн масла.
- Температура вспышки трансформаторного масла составляет не менее +145°С.
Как видно, этот специальный продукт имеет много любопытных особенностей, несмотря на кажущуюся обыденность.
Полезные советы по выбору и использованию трансформаторных масел
Исходя из рассмотренного материала, можно дать следующие рекомендации:
- При выборе масла обязательно учитывайте класс напряжения и условия работы оборудования.
- Для регионов с холодным климатом подойдут масла АГК, МВТ и зарубежные аналоги.
- Не заполняйте трансформатор маслом без предварительной очистки.
- Периодически контролируйте состояние масла в процессе эксплуатации.
- Проводите своевременную регенерацию или замену масла.
Соблюдение этих простых рекомендаций позволит обеспечить надежную работу оборудования.
