Transformatör yağı — amaç, uygulama, özellikler

Transformatör yağı, rafine edilmiş bir yağ fraksiyonudur, yani mineral yağdır. Bu fraksiyonun 300 - 400 °C'de kaynadığı yağın damıtılmasıyla elde edilir. Hammaddenin derecesine bağlı olarak trafo yağlarının özellikleri farklıdır. Yağ, ortalama molekül ağırlığının 220 ila 340 amu arasında değiştiği karmaşık bir hidrokarbon bileşimine sahiptir. Tablo, ana bileşenleri ve bunların trafo yağı bileşimindeki yüzdelerini göstermektedir.

Bir elektrik yalıtkanı olarak trafo yağının özellikleri esas olarak değere göre belirlenir. dielektrik kayıp teğet... Bu nedenle, herhangi bir mekanik safsızlık bu göstergeyi kötüleştirdiğinden, yağda su ve liflerin varlığı tamamen dışlanır.

Transformatör yağının çıkış sıcaklığının -45°C ve altında olması, düşük sıcaklıktaki çalışma koşullarında hareketliliğini sağlaması açısından önemlidir. Yağın en düşük viskozitesi, salgın durumunda 90 ila 150 ° C arasındaki sıcaklıklarda bile etkili ısı dağılımına katkıda bulunur.Farklı marka yağlar için bu sıcaklık 150°C, 135°C, 125°C, 90°C olabilir, daha düşük olamaz.

Transformatör yağlarının son derece önemli bir özelliği, oksitleyici koşullar altında kararlı olmalarıdır; trafo yağı, uzun bir çalışma süresi boyunca gerekli parametreleri korumalıdır.

Özellikle RF ile ilgili olarak, endüstriyel ekipmanlarda kullanılan tüm marka trafo yağları, antioksidan katkı maddesi iyonol (agidol-1 olarak da bilinen 2,6-di-tert-bütilparakresol) tarafından zorunlu olarak inhibe edilir. Katkı maddesi, hidrokarbon oksidasyon reaksiyon zincirinde meydana gelen aktif peroksit radikalleri ile etkileşime girer. Bu nedenle, inhibe edilmiş trafo yağları, oksidasyon sırasında belirgin bir indüksiyon süresine sahiptir.

Katkı maddesine duyarlı yağlar ilk başta yavaş oksitlenir çünkü ortaya çıkan oksidasyon zincirleri inhibitör tarafından kırılır. Katkı bittiğinde, yağ katkısız olduğu gibi normal oranda oksitlenir. Yağ oksidasyonunun indüksiyon süresi ne kadar uzun olursa, katkı maddesinin etkinliği o kadar yüksek olur.

Katkı maddesinin etkinliğinin çoğu, yağın hidrokarbon bileşimi ve oksidasyonu teşvik eden nitrojen bazları, petrol asitleri ve oksijen içeren yağ oksidasyon ürünleri olabilen hidrokarbon olmayan safsızlıkların varlığı ile ilgilidir.

Petrol damıtığı rafine edildiğinde aromatik içerik azalır, hidrokarbon olmayan inklüzyonlar giderilir ve sonuçta iyonolle inhibe edilmiş transformatör yağının stabilitesi iyileştirilir. Bu arada, uluslararası bir "Transformatörler ve devre kesiciler için taze petrol yalıtım yağları için Spesifikasyon" standardı vardır.

Trafo yağı yanıcıdır, biyolojik olarak parçalanabilir, neredeyse toksik değildir ve ozon tabakasını incelmez. Transformatör yağının yoğunluğu metreküp başına 840 ila 890 kilogram arasında değişmektedir. En önemli özelliklerinden biri viskozitedir. Viskozite ne kadar yüksek olursa, dielektrik dayanımı da o kadar yüksek olur. Ancak, normal çalışma için güç transformatörleri ve devre kesicilerde yağın çok viskoz olmaması gerekir aksi halde trafoların soğutması etkili olmaz ve kesici arkı hızlı kesemez.

Burada viskozite açısından bir denge gereklidir.Tipik olarak 20 °C'de kinematik viskozite, çoğu trafo yağı 28 ila 30 mm2/s aralığındadır.

Cihaza yağ doldurulmadan önce yağ, derin termal vakum işlemi ile saflaştırılır. "Elektrik Ekipmanlarının Test Edilmesi Kapsamı ve Standartları" (RD 34.45-51.300-97) adlı bu kılavuz dokümana göre, nitrojen veya film korumalı transformatörlere, kapalı ölçüm transformatörlerine ve sızdırmaz burçlara dökülen transformatör yağındaki hava konsantrasyonu, 0,5'ten yüksek (gaz kromatografisi ile belirlenir) ve maksimum su içeriği ağırlıkça %0,001'dir.

Film koruması olmayan güç transformatörleri ve geçirgen burçlar için kütlece %0,0025'ten fazla olmayan bir su içeriğine izin verilir. Yağın saflık sınıfını belirleyen mekanik safsızlıkların içeriğine gelince, 220 kV'a kadar gerilime sahip ekipman için 11'inci ve 220 kV'tan yüksek gerilime sahip ekipman için 9'uncudan daha kötü olmamalıdır. . Çalışma gerilimine bağlı olarak arıza gerilimi tabloda gösterilmiştir.

Yağ doldurulduğunda, ekipmanı doldurmadan önce arıza gerilimi yağınkinden 5 kV daha düşüktür. Saflık sınıfını 1 oranında düşürmeye ve hava yüzdesini %0,5 artırmaya izin verilir.

Oksidasyon koşulları (kararlılığı belirleme yöntemi - GOST 981-75'e göre)

Yağın sızıntı noktası, sızdırmaz yağ içeren bir borunun 45 ° eğildiği ve yağın bir dakika boyunca aynı seviyede kaldığı bir testle belirlenir. Taze yağlar için bu sıcaklık -45 °C'nin altına düşmemelidir.

Bu parametre anahtardır yağ anahtarları… Ancak, farklı iklim bölgelerinin farklı akma noktası gereksinimleri vardır. Örneğin, güney bölgelerde, -35 ° C'lik bir dökme sıcaklığına sahip trafo yağının kullanılmasına izin verilir.

Ekipmanların çalışma koşullarına bağlı olarak standartlarda değişiklik olabilir, bazı sapmalar olabilir. Örneğin, kutup tipi trafo yağı çeşitleri -60 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda katılaşmamalı ve parlama noktası -100 °C'ye düşmelidir (parlama noktası, ısıtılmış yağın hava ile karıştığında yanıcı hale gelen buharlar ürettiği sıcaklıktır) .

Prensip olarak, tutuşma sıcaklığı 135 ° C'den düşük olmamalıdır. Tutuşma sıcaklığı (yağ tutuşur ve onunla 5 saniye veya daha fazla yanar) ve kendiliğinden tutuşma sıcaklığı (350-400 ° C sıcaklıkta) gibi özellikler C, yağ kapalı bir potada hava varlığında bile tutuşur).

Transformatör yağının ısıl iletkenliği 0,09 ile 0,14 W/(mxK) arasındadır ve sıcaklık arttıkça azalır.Isı kapasitesi artan sıcaklıkla artar ve 1,5 kJ / (kg x K) ile 2,5 kJ / (kg x K) arasında olabilir.

Termal genleşme katsayısı, genleşme tankının boyutuna ilişkin standartlarla ilgilidir ve bu katsayı 0,00065 1/K civarındadır. Transformatör yağının 90°C sıcaklıkta ve 0,5 elektrik alan gerilimi koşullarındaki direnci MV / m hiçbir durumda 50 Ghm * m'den yüksek olmamalıdır.

Viskoziteye ek olarak, artan sıcaklıkla yağ direnci azalır. Dielektrik sabiti — 2,1 ila 2,4 aralığında. Dielektrik kayıp açısının teğeti, yukarıda belirtildiği gibi, safsızlıkların varlığı ile ilgilidir, bu nedenle saf yağ için 90 ° C'de 50 Hz alan frekansı koşullarında 0,02'yi geçmez ve oksitlenmiş yağda 0,2'yi geçebilir. .

Yağın dielektrik dayanımı, 25,4 mm elektrot çapı ile 2,5 mm'lik bir kırılma testi sırasında ölçülmüştür. Sonuç 70 kV'tan düşük olmamalı ve ardından dielektrik dayanımı en az 280 kV/cm olacaktır.

Alınan önlemlere rağmen trafo yağı gazları emebilir ve önemli bir miktarını çözebilir. Normal şartlar altında, 0,16 mililitre oksijen, 0,086 mililitre nitrojen ve 1,2 mililitre karbondioksit, bir santimetreküp yağda kolaylıkla çözünür. Açıkçası oksijen biraz oksitlenmeye başlayacak. Aksine, gazlar salınırsa, bu bobin arızasının bir işaretidir. Bu nedenle trafo yağında çözünmüş gazların varlığından dolayı trafolardaki kusurlar kromatografik analizlerle ortaya çıkar.

Transformatörün ve yağın kullanım ömrü direkt olarak ilgili değildir.Transformatör 15 yıl güvenilir bir şekilde çalışabiliyorsa yağın her yıl temizlenmesi ve 5 yıl sonra rejenere edilmesi önerilir. Petrol kaynağının hızla tükenmesini önlemek için, benimsenmesi trafo yağının hizmet ömrünü önemli ölçüde uzatacak olan belirli önlemler sağlanmıştır:

• Su ve oksijenin yanı sıra yağdan ayrılan gazları emmek için filtreli genişleticilerin montajı;

• Çalışan yağın aşırı ısınmasını önlemek;

• Periyodik temizlik;

• Sürekli yağ filtrasyonu;

• Antioksidanların tanıtımı.

Yüksek sıcaklıklar, yağın teller ve yalıtkanlarla reaksiyonu, başta bahsedilen antioksidan takviyesinin önlemeyi amaçladığı oksidasyonu teşvik eder. Ancak düzenli temizlik hala gereklidir. Yüksek kaliteli yağ temizliği, onu kullanılabilir duruma getirir.

Trafo yağının servisten çekilme sebebi ne olabilir? Bunlar, varlığı yağda derin değişikliklere yol açmayan kalıcı maddelerle yağın kirlenmesi olabilir ve daha sonra mekanik temizleme yapmak yeterlidir. Genel olarak birkaç temizleme yöntemi vardır: mekanik, termofiziksel (damıtma) ve fiziko-kimyasal (adsorpsiyon, pıhtılaşma).

Bir kaza meydana geldiyse, arıza voltajı keskin bir şekilde düştüyse, karbon birikintileri ortaya çıktıysa veya kromatografik analiz Bir sorun ortaya çıkarsa, trafo yağı doğrudan trafoda veya şalterde, sadece cihazın ağ bağlantısını keserek temizlenir.

Antioksidan katkılar, termosifon filtreler vb. kullanılarak transformatörlerdeki yağın ömrü uzatılabilir. Bununla birlikte, tüm bunlar, kullanılmış yağların yenilenmesi ihtiyacını dışlamaz.

Bu nedenle, atık yağ rejenerasyonunun görevi, tüm taze yağ standartlarını karşılayan, iyi saflaştırılmış bir rejenerasyon ürünü elde etmektir. Stabil olmayan yenileyici maddelerin taze yağ veya antioksidan katkı maddeleri eklenerek stabilize edilmesi, kullanılmış trafo yağlarının yenilenmesi için en basit ve en uygun maliyetli yöntemlerin kullanılmasını mümkün kılar.

Transformatör yağını yenilerken, yenileme yönteminden ve yağın eskime derecesinden bağımsız olarak iyi saflaştırılmış yenileyiciler elde etmek önemlidir ve yağ düşük stabiliteye sahipse stabilizasyon yapay olarak yapılmalıdır - taze yağ eklenerek veya rejenere yağlar için etkili, yüksek stabilize edici etkiye sahip katkı maddesi.

Kullanılmış trafo yağını yenilerken, motor, hidrolik, şanzıman yağları, kesme sıvıları ve gres gibi diğer ticari yağların hazırlanması için 3 fraksiyona kadar baz yağ elde edilir.

Ortalama olarak rejenerasyondan sonra uygulanan teknolojik yönteme bağlı olarak yağın %70-85'i elde edilir. Kimyasal rejenerasyon daha pahalıdır. Trafo yağı rejenere edilirken baz yağın %90'a kadar aynı kalitede taze olarak elde edilmesi mümkündür.

bunlara ek olarak

Bir soru

Kuru havalarda kapağını kaldırarak çalışan bir trafoda yağ kurutmak mümkün müdür? Yağdan su buharlaşacak mı yoksa tam tersine yağ nemlenecek mi?

Cevap

Kırılma gerilimi 40-50 kV olan kuru yağ, yüzde binde bir nem içerir. Yağın kırılma mukavemetinde 15 - 20 kV'a azalma ile karakterize edilen yağı nemlendirmek için yüzde yüzde nem gereklidir.

Bir genişletici (veya bir örtü altı) aracılığıyla atmosferik hava ile serbest iletişimi olan transformatörlerde, hava ile sürekli bir nem alışverişi vardır. Yağın sıcaklığı düşerse ve içindeki nem içeriği havadakinden daha azsa, yağ, nem buharının kısmi basınçları yasasına göre havadan nemi emer. Bu sayede yağın delinme gerilimi düşürülür.

Yağ ile yağın içerisine konulan trafo izolasyonu (pamuk, bakalit) arasında da nem alışverişi gerçekleşir. Nem yalıtımda sıcak kısımlardan soğuk kısımlara doğru hareket eder. Transformatör ısınırsa, yalıtımdan yağa nem geçer ve soğursa tam tersi olur.

Yaz aylarında hava nemi yüksek olduğu için kış aylarına göre serbest nem değişimi ile yağın delinme gerilimi düşer.

Kışın, hava nemi en düşük ve hava ile yağ arasındaki sıcaklık farkı en büyük olduğunda, yağ bir şekilde kurur. Yaz aylarında, yıldırım dalgalanmalarının trafo yalıtımını etkileme olasılığı daha yüksek olduğunda, trafo yağının kırılma direnci en yüksek olması gerekirken en düşük seviyededir.

Hava ve yağ arasındaki serbest nem değişimini ortadan kaldırmak için yağ keçeli hava kurutucular kullanılır.

Böylece trafo kapağı açıkken yağın kuruması veya ıslanması söz konusu olabilir.

Hava en az miktarda nem içerdiğinde ve yağ ile hava arasında en büyük sıcaklık farkı olduğunda, yağ dondurucu havalarda daha iyi kurur. Ancak bu tür bir kurutma verimsiz ve etkisizdir, bu nedenle pratikte kullanılmaz.