Эксплуатация трансформаторного масла

О состоянии и качестве трансформаторного масла судят по его химическим, механическим и электротехническим свойствам: кислотности, содержанию воды, механических примесей и взве­шенного угля, вязкости, температуре вспышки и пробивному на­пряжению. Большое влияние на качество масла оказывает его окисление кислородом из атмосферного воздуха, с которым масло находится в постоянном контакте. Этому процессу способствуют солнечный свет, высокая температура окружающей среды и неко­торые другие факторы. Повышение кислотности масла отрица­тельно сказывается на изоляции обмоток трансформатора, приво­дя к ее химическому разрушению; понижает его электрическую прочность, являющуюся одной из важнейших характеристик трансформаторного масла.

Показателями, характеризующими степень окисления мас­ла, являются кислотное число, и реакция водной вытяжки.

Кислотное число определяет количество едкого калия в миллиграммах, которое требуется для нейтрализации всех сво­бодных кислот в масле.

Реакция водной вытяжки характеризует наличие в масле низкомолекулярных (нерастворимых) кислот. В годном для экс­плуатации масле реакция водной вытяжки должна быть ней­тральной.

Важное значение для нормальной работы изоляционного масла имеет его вязкость и температура вспышки, т.е. темпера­тура, при которой пары масла, нагреваемого в закрытом сосуде, образуют смесь, вспыхивающую при поднесении пламени к ней. Для того чтобы изоляционное масло лучше отводило теплоту от нагретых элементов, оно должно хорошо циркулировать, т.е. об­ладать небольшой вязкостью.

Температура вспышки масла не должна быть ниже уста­новленных значений во избежание воспламенения масла при по­вышении температуры, вызванном перегрузкой трансформатора или масляного выключателя.

Содержание в масле механических примесей также опреде­ляет его качество. Примеси могут появиться при эксплуатации масла в результате растворения красок, лаков и изоляции; в виде угля, который образуется при электрической дуге, а также в виде осадка (шлама), представляющего собой продукты распада масла. Механические примеси в масле оказывают неблагоприятное влияние на работу трансформаторов и масляных выключателей, вызывая перекрытие изолированных друг от друга элементов и понижая электрическую прочность масла. Необходимо отметить, что загрязнение и старение масла в процессе его эксплуатации ведет к повышению диэлектрических потерь в масле.

В процессе эксплуатации масло темнеет и приобретает тем­но-коричневую окраску. Изменение цвета масла происходит под влиянием его нагрева и загрязнения смолами и осадками. Вслед­ствие того что характеристика масла в процессе эксплуатации ухудшается, его качество приходится периодически проверять. Такие проверки осуществляют 1 раз в 3 года, выполняя анализ масла.

Масло, годное для эксплуатации, должно удовлетворять следующим требованиям: кислотное число — не более 0,05 мг КОН на 1 кг масла; реакция водной вытяжки — нейтральная; механические примеси — визуальное отсутствие; падение темпе­ратуры вспышки — не более 5 °С от первоначальной; взвешенный уголь в масле из трансформатора — отсутствие, а из выключате­лей — незначительное количество; электрическая прочность для аппаратов напряжением до 10 кВ включительно — не ниже 20 кВ/мм; плотность при 20 °С — 0,84—0,89 г/см³; удельное объемное сопротивление равно 10¹⁴—10¹⁵ Ом-см при 20 °С; tg8 при 20 °С — не более 2 %, при 70 °С — не более 7 %; зольность — не более 0,005 %.

Масло многообъемных масляных выключателей дополни­тельно проверяют на содержание взвешенного угля после отклю­чения КЗ (если токи КЗ превышают половину паспортного значе­ния). Срок периодических испытаний сокращают при неблагоприятных для изоляционного масла условиях эксплуата­ции. К таким условиям относят, например, высокую рабочую температуру, влажный климат. Изоляционное масло, которое не удовлетворяет указанным требованиям, восстанавливают.

При эксплуатации уровень масла в трансформаторах и вы­ключателях постепенно понижается вследствие его испарения и периодических отборов для испытаний. Поэтому периодически масло доливают. В отдельных случаях смешение масел приводит к ухудшению их качества. В связи с этим смешивать масла мож­но лишь при наличии подтверждения лабораторными испыта­ниями.

В условиях низкой температуры особое значение приобрета­ет температура застывания масла. При низкой температуре ок­ружающей среды повышается вязкость масла, это приводит к по­нижению скорости движения траверсы выключателя и ухудшает циркуляцию масла в маслонаполненных аппаратах. По нормам температура застывания масла для масляных выключателей, на­ходящихся в неотапливаемых помещениях или на открытых РУ и ПС, в районах, где температура воздуха не бывает ниже -20 °С, должна быть не выше -35 °С для масляных выключателей и -45 °С для трансформаторов. Температура застывания масла для остальных районов должна быть не выше -45 °С.

Пробы масла из аппаратуры открытых ПС берут- только в сухую погоду, с тем чтобы в масло не мог попасть сырой воздух. Во избежание возможных изменений пробы масла должны дос­тавляться в лабораторию для анализа не позднее чем через 7 дней после отбора и снабжаться ярлыками с указанием места и време­ни взятия пробы.

Если не принимать профилактических мер, трансформатор­ное масло сравнительно быстро ухудшает свои качества. При этом его приходится часто проверять, подвергать очистке и смене. Все это в значительной мере удорожает расходы по его эксплуатации. В настоящее время принимаются меры, направленные на замед­ление процессов старения изоляционного масла. Например, ши­роко применяется способ циркуляции масла через термосифон­ный фильтр с силикагелем, поглощающим продукты старения

масла. Благодаря этому качество масла непрерывно восстанавли­вается. Термосифонная регенерация масла производится без от­ключения трансформаторов, что особенно важно при работе трансформаторов, не имеющих резерва трансформаторной мощ­ности.

Применение трансформаторных масел с присадкой анти­окислителей ВТИ-1 повышает их стабильность, так как задержи­вает процесс его окисления. При азотном способе защиты окисле­ния соприкосновению масла с воздухом препятствуют создаваемые в баке трансформатора азотные подушки.

В этом случае, если масло не удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям, принимают меры к восстановлению его свойств. Метод восстановления масла, находившегося в эксплуа­тации, выбирают в зависимости от характера ухудшения его ка­чества. Если ухудшение качества масла связано не с изменением его химических свойств, а с наличием в нем нерастворимых ме­ханических примесей, частиц угля и воды, восстановить масло можно путем отстоя, фильтрования и очистки в центрифугах.

При фильтровании масло продавливается через фильтро­вальный картон, поглощающий воду из масла. При очистке масла центрифугированием применяют два способа: кларификацию и пурификацию (различаются сборкой тарелок барабана). При кларификации масло очищается главным образом от механических примесей, шлама и угля, оседающих в грязевике барабана. После такой очистки масло осветляется. В этом случае, если масло со­держит воду в значительном количестве, применяют способ пу-рификации, при котором вода непрерывно отводится из центри­фуги.