Застосування пластичного мастила Molykote 55 O-Ring на заводі Mersedes-AMG
Силові трансформатори: пристрій і особливості
Силовий трансформатор складається з замкнутого магнітопровода і двох або більше обмоток, по яких протікає електричний струм.
При роботі трансформатора на його ізоляцію тривалий час впливає електричне поле, яке відповідає номінальному робочій напрузі. Крім того, можливі короткочасні перенапруги, викликані комутаційними процесами в електричній мережі, аварійними режимами роботи або впливом атмосферних грозових розрядів. В таких умовах обмотки трансформатора і інші його струмопровідні частини нагріваються, що призводить до старіння ізоляції і зниження її діелектричних властивостей. Правильно обрана ізоляція обмоток забезпечує тривалий термін його служби в умовах електричних, теплових, механічних та інших впливів, яким трансформатор піддається в процесі експлуатації. Обмотки трансформаторів невеликої потужності зазвичай мають лакову, паперову або тканинну ізоляцію.
У потужних силових трансформаторах, як правило, в якості електроізоляційного середовища використовуються спеціальні трансформаторні масла. У порівнянні з сухими трансформаторами маслозаповнені мають більш складну конструкцію.
Силовий масляний трансформатор складається з бака з радіаторами, заповнених маслом, і муздрамтеатру з обмотками. Бак забезпечений заливний пробкою і покажчиком рівня масла. При підвищенні температури обсяг трансформаторного масла збільшується. Для компенсації об'ємного розширення бак виконується гофрованим. Крім того, в баку встановлюють запобіжний клапан, який служить для запобігання надлишкового тиску.
Місце установки силових трансформаторів негерметичного виконання необхідно підбирати з урахуванням вимог протипожежних і санітарних норм, так як масло і його пари небезпечні для здоров'я людей, і є горючими, а при деяких умовах або вибухонебезпечні речовини.
Незважаючи на зазначені недоліки сучасні масляні трансформатори мають ряд переваг і користуються великою популярністю. Силові трансформатори з герметичною конструкцією повністю безпечні, так як масло не взаємодіє з навколишнім середовищем. Вони не вимагають ніякого профілактичного огляду або додаткового догляду, крім доливання масла до необхідного рівня. Масляні силові трансформатори відрізняються невисоким реактивним опором. Вони мають тривалий термін служби, так як обмотки, занурені в масляну ванну, повністю захищені від впливу навколишнього середовища. Герметичність конструкції часто дозволяє експлуатувати масляні трансформатори без будь-яких ремонтних або профілактичних робіт протягом 20-25 років.
Вимоги до трансформаторних масел
Для заповнення силових трансформаторів використовують спеціальні трансформаторні масла, одержувані з нафтових дистилятів методами селективної, фенольной, кислотно-лужної очистки, гідрокрекінгу. Термін служби і надійність трансформаторів безпосередньо залежить від якості і характеристик застосовуваних трансформаторних масел, тому до їх властивостями пред'являється ряд загальних вимог, найбільш важливими з яких є наступні:
- забезпечення хорошого тепловідведення (велика теплоємність, теплопровідність, низька в'язкість);
- відсутність у складі сірчаних кислот, які руйнують елементи трансформаторів;
- висока електрична міцність.
Одним з основних вимог, що пред'являються до трансформаторних масел, є їх чистота. Наявність механічних домішок, продуктів окислення, вологи і повітря значно знижують електричну міцність. Згідно з чинним нормативу РД 34.45-51.300-97 "Обсяг і норми випробувань електроустаткування":
Силові трансформатори експлуатуються в різних кліматичних умовах, тому піддаються тривалому впливу як високих, так і низьких температур. Слід враховувати, що при зниженні температури в'язкість масла значно знижується аж до його застигання, що погіршує ефективність тепловідведення і унеможливлює циркуляцію масла в системі. Відповідно до стандарту "Специфікація на свіжі нафтові ізоляційні масла для трансформаторів і вимикачів", розробленим міжнародної електротехнічної комісією, по температурі застигання трансформаторні масла підрозділяються на три класи:
- I -для південних районів (температура застигання нижче -30 ° С);
- II - для північних районів (температура застигання нижче -45 ° С);
- III - для арктичних районів (температура застигання -60 ° С і нижче).
При тривалій експлуатації трансформаторів під навантаженням підвищується температура масла, яке є горючим матеріалом і становить підвищену пожежну небезпеку. Тому для трансформаторних масел важливою властивістю є точка спалаху - температура, при якій їх пари спалахують від піднесеного до них полум'я в нормальних умовах. Точка спалаху для арктичних масел коливається в межах + 90 ... + 115 ° С. Для звичайних масел вона становить + 130 ... + 170 ° С.
З точки зору пожежної безпеки не менш важливою характеристикою є точка його займання - температура, при якій масло самозаймається при наявності повітря. Для сучасних трансформаторних масел точка займання повинна складати + 350 ... + 400 ° С.
Слід мати на увазі, що масло з більш високою температурою спалаху дозволяє краще провести осушення і дегазації перед затокою в трансформатор.
Експлуатація трансформаторних масел
Так як термін служби і надійність роботи трансформаторів у великій мірі залежить від якості і чистоти використовуваного трансформаторного масла, то перед заливкою в обладнання воно повинно проходити ретельний контроль і перевірку за всіма показниками технічних умов, а також підлягати очищенню, осушування і дегазації з допомогою спеціального обладнання . Для збільшення терміну служби масла багато трансформатори мають азотну захист або оснащуються плівковими діафрагмами. Ці пристрої захищають масло від впливу на нього атмосферного кисню.
В процесі експлуатації силових трансформаторів властивості і характеристики залитих масел погіршуються під впливом електричного поля, повітря, підвищених температур. Масло може вступати в реакцію з деякими конструкційними матеріалами, утворюючи при цьому різні домішки і нерозчинні опади. Основним процесом, що визначає зміну властивостей масла, є його окислення. Перераховані фактори призводять до зниження пробивної напруги і температури спалаху, збільшення кислотного числа і тангенса кута діелектричних втрат. Нерозчинні опади можуть забивати канали циркуляції масла, знижуючи ефективність тепловідведення. «Старіння» масла є причиною підвищення енергоспоживання обладнанням і може викликати аварійну ситуацію або вихід з ладу електричного обладнання.
У зв'язку з цим вже залите в обладнання олія повинна щорічно проходити контроль за такими показниками як кислотне число, реакція водної витяжки, наявність води і механічних домішок, кількість які утворилися відкладень, температура спалаху, пробивна напруга, тангенс кута діелектричних втрат.
Масло з незадовільними показниками підлягає заміні або відновленню на спеціальному обладнанні. Регенерацію масла можна робити неодноразово. Так як вартість нового трансформаторного масла відносно висока, то використання відновленого масла зазвичай виявляється економічно доцільним. Однак простої заміни масла на новий чи відремонтований часто виявляється недостатньо - на внутрішніх поверхнях трансформатора залишаються відкладення. Для їх видалення трансформатор необхідно промити гарячим нафтенових або регенерованим маслом.
Інші сфери застосування трансформаторних масел
Трансформаторні масла застосовуються також в якості рідкої тепловідводної, дугогасящей і ізоляційної середовища в вимірювальних трансформаторах, масляних вимикачах, конденсаторах високої напруги. Крім того, трансформаторними маслами просочують папір, картон, тканину, що використовуються в якості ізоляційних матеріалів, підвищуючи таким чином їх електричну міцність.