Трансформаторско уље: типови, функције, поређење и испитивање

Трансформаторско уљеје суштинска компонента многих трансформатора потопљених у уље. Помаже у контроли радне температуре, обезбеђује електричну изолацију и штити унутрашње компоненте од оштећења. За комуналије, индустријске објекте, пројекте обновљиве енергије и електропривреде, избор правог трансформаторског уља и одржавање његовог квалитета су важни за поуздану дистрибуцију електричне енергије.

Међутим, не нуде све трансформаторске течности исте перформансе. Минерално уље остаје широко коришћено због својих утврђених перформанси и предности у погледу трошкова, док природни естарски флуиди и силиконске течности могу бити погодне алтернативе за примене са специфичним захтевима за безбедност од пожара, животну средину или рад.

У овом водичу објашњавамо главне функције трансформаторског уља, упоређујемо уобичајене изолационе течности, разматрамо разматрања хладног покретања и уводимо практичне методе за тестирање трансформаторског уља.

Сврха трансформаторског уља

Трансформаторско уље служи за неколико намена унутар трансформатора потопљеног у уље. Његове перформансе директно утичу на поузданост изолације, контролу температуре и век трајања опреме.

Хлађење

Током рада, трансформаторнамотајаанд тхемагнетно језгростварају топлоту услед електричних губитака. Ако се ова топлота не може ефикасно уклонити, температура изолационог система може порасти изнад граница пројектованих, убрзавајући старење изолације.

Трансформаторско уље апсорбује топлоту из унутрашњих компоненти и преноси је на зидове резервоара,радијатори, или другу опрему за хлађење. У зависности од дизајна трансформатора, може се користити природна циркулација уља, присилна циркулација уља или додатни вентилатори и пумпе за побољшање одвођења топлоте.

Добре перформансе хлађења су посебно важне за енергетске трансформаторе, дистрибутивне трансформаторе, трансформаторе обновљиве енергије и другу опрему која ради под променљивим или великим оптерећењима.

Одговарајући тип уља, вискозност, дизајн трансформатора и распоред хлађења утичу на перформансе преноса топлоте.

Елецтрицал Инсулатион

Електрична изолација је још једна примарна функција трансформаторског уља. Уље испуњава просторе између компоненти под напоном, укључујући намотаје, проводнике и друге унутрашње делове, помажући у спречавању електричног квара.

Када се правилно обрађује и одржава, трансформаторско уље може издржати електрична напрезања присутна унутар трансформатора. Међутим, влага, контаминација, растворени гасови и нуспроизводи старења могу смањити његову диелектричну чврстоћу.

Контаминација водом заслужује посебну пажњу јер влага може утицати и на уље и на чврсте изолационе материјале. Временом, ово може повећати ризик од делимичног пражњења, квара изолације или превременог квара опреме.

Из тог разлога, произвођачи трансформатора одређују одговарајућа својства изолационог флуида и захтеве обраде за сваки дизајн.

Подмазивање

Трансформаторско уље такође пружа ефекат подмазивања за одређене покретне компонентеелектрична опрема пуњена уљем, укључујући делове механизама за промену славина где дизајн користи уљно подмазивање.

Ова функција је секундарна у односу на хлађење и електричну изолацију. Трансформаторско уље не треба третирати као универзално механичко мазиво, јер његова подобност зависи од опреме и спецификација произвођача.

Поред тога, уље помаже у заштити неких унутрашњих металних површина од оксидације ограничавањем директног излагања ваздуху и влази када је трансформатор правилно затворен или опремљен конзерватором.

Врсте трансформаторске течности

Три уобичајене категорије течности за изолацију трансформатора су минерално уље, природна естарска течност и силиконска течност. Сваки има различите електричне, термичке, еколошке и противпожарне карактеристике.

Минерално уље

Минерално уље је традиционална и најчешће коришћена течност за изолацију трансформатора. Рафинисан је од нафте и формулисан да обезбеди одговарајућу диелектричну чврстоћу, пренос топлоте и дугорочне перформансе.

Његов успостављени ланац снабдевања, конкурентна цена и опсежна историја пословања чине га уобичајеним изборомдистрибутивни трансформатори, енергетских трансформатора, и многе комуналне трафостанице.

Минерално уље такође има повољне карактеристике преноса топлоте. Међутим, конвенционално минерално уље је запаљиво, тако да инсталација трансформатора и заштита од пожара морају бити пројектовани у складу са важећим стандардима и захтевима локације.

Квалитет уља се може погоршати оксидацијом, продирањем влаге, термичким стресом и електричним кваровима. Редовно тестирање и одговарајуће одржавање помажу да се ове промене идентификују пре него што постану озбиљни проблеми.

Природни естри (ФР3® течност)

Природне естарске трансформаторске течности се углавном производе одуља на биљној базии користе се као алтернатива конвенционалном минералном уљу у одговарајућим применама.

ФР3® флуид је признато трговачко име за природну естарску течност за изолацију. Не треба га третирати као генерички назив за сваки природни естарски производ, јер се формулације и спецификације перформанси могу разликовати међу произвођачима.

Једна важна предност природних естарских течности је њихова виша тачка ватре у поређењу са конвенционалним минералним уљем. Такође су типично лако биоразградиви под применљивим условима испитивања и могу понудити повољне еколошке карактеристике у одговарајуће пројектованим инсталацијама.

Природне естарске течности могу да апсорбују више воде од минералног уља уз одржавање корисних изолационих перформанси под одговарајућим условима. То не значи да се влага може занемарити; течност и чврста изолација трансформатора и даље захтевају одговарајући надзор.

Природне естарске течности се користе у апликацијама где су приоритет пожарна безбедност, еколошка разматрања и захтеви животног циклуса опреме. Пре него што га изаберу, инжењери треба да потврде компатибилност са изолационим материјалима трансформатора, заптивкама, распоредом проширења и опсегом радне температуре.

Силиконска течност

Силиконска течност за трансформаторе је синтетичка изолациона течност која се користи у апликацијама где су важне противпожарна сигурност и термичка стабилност.

Генерално има високу тачку ватре и добру оксидациону и термичку стабилност. Ове карактеристике могу учинити силиконску течност атрактивном за унутрашње инсталације, пословне зграде и друге локације са специфичним захтевима за ризик од пожара.

Међутим, силиконска течност обично има већу цену куповине од минералног уља. Његове карактеристике вискозитета и преноса топлоте се такође разликују од карактеристика минералног уља, тако да трансформатор мора бити пројектован и оцењен за изабрану течност.

Силиконска течност није аутоматски најбоља опција за сваки трансформатор. Коначни избор треба да узме у обзир електричне перформансе, захтеве за хлађењем, услове околине, праксе одржавања и укупне трошкове власништва.

Поређење трансформаторског уља

Избор трансформаторског уља подразумева више од поређења набавних цена. Инжењери треба да узму у обзир диелектрична својства, пожарне карактеристике, понашање при ниским температурама, еколошке захтеве и компатибилност са трансформатором.

Поређење течности

Горе наведене вредности и описи су општа поређења, а не гарантоване спецификације за сваки производ. Стварне перформансе зависе од формулације течности, конструкције трансформатора, температуре околине, одржавања и применљивих стандарда.

За тимове за набавку, најпрактичнији приступ је да упореде комплетан систем трансформатор-течност уместо да бирају течност само на основу једног својства.

Разматрања при хладном покретању са минералним уљем и ФР3® флуидом

Рад у хладном времену заслужује посебну пажњу при избору трансформаторског уља.

Како температура пада, изолационе течности генерално постају вискозније. Већи вискозитет може успорити циркулацију течности и смањити пренос топлоте током покретања, посебно код дизајна који зависе од природне конвекције.

Минерално уље је доступно у различитим класама, а његове перформансе на ниским температурама зависе од вискозитета, тачке стињавања и других специфицираних особина. За инсталације изложене веома ниским температурама околине, инжењери треба да потврде да изабрана класа испуњава захтеве за покретање и рад пројекта.

Природне естарске течности, укључујући ФР3® течност, могу имати већи вискозитет од конвенционалних минералних уља на ниским температурама. Ово може утицати на природну циркулацију уља и расипање топлоте током хладног покретања. Утицај зависи од стварне температуре флуида, дизајна трансформатора, услова оптерећења и система хлађења.

Пре употребе природног естарског флуида у хладној клими, проверите техничке податке произвођача за нискотемпературни вискозитет, тачку течења и препоручене радне границе. Такође потврдите да ли је трансформатор пројектован и тестиран за изабрану течност.

Ниједна течност не треба да се бира искључиво на основу општег поређења. Стварни температурни опсег, назив трансформатора, начин хлађења и профил оптерећења би требало да воде одлуку.

Полихлоровани бифенили (ПЦБ)

Полихлоровани бифенили, познатији као ПЦБ-и, су синтетичке хемикалије које су се историјски користиле у неким електричним изолационим течностима због својих повољних електричних својстава и својстава везаних за пожар.

ПЦБ-и су сада препознати као трајни загађивачи животне средине који могу представљати значајан ризик по здравље и животну средину. Њихова производња и употреба су строго ограничени или забрањени у многим земљама, а опрема која садржи уље контаминирано ПЦБ-ом може бити предмет посебних захтева за руковање, обележавање, складиштење, транспорт и одлагање.

Не садржи сваки старији трансформатор напуњен уљем ПЦБ. Међутим, не би се требало претпоставити да опрема несигурног порекла или старости не садржи ПЦБ без одговарајућих записа или тестирања.

Ако се сумња да трансформатор садржи ПЦБ, немојте испуштати, мешати или одлагати уље као обично трансформаторско уље. Квалификовано особље треба да организује узорковање и лабораторијске анализе користећи применљиве процедуре. Ако се контаминација потврди, придржавајте се локалних прописа и ангажујте овлашћене стручњаке за управљање отпадом.

За власнике трансформатора који купују половну опрему или управљају старим подстаницама, провера историје уља и ПЦБ статуса је важан део одговорног управљања имовином.

Како тестирати трансформаторско уље

Тестирање трансформаторског уља помаже у процени стања изолационе течности и може открити потенцијалне проблеме унутар трансформатора. Редовно тестирање је посебно важно за критичне енергетске трансформаторе, преоптерећене дистрибутивне трансформаторе и опрему која ради у захтевним окружењима.

Одговарајући распоред испитивања зависи од напона трансформатора, капацитета, старости, услова рада, претходних резултата испитивања и препорука произвођача или власника средстава.

1. Испитивање напона диелектричног пробоја

Испитивање напона диелектричног пробоја мери напон при којем се узорак уља електрично распада у одређеним лабораторијским условима.

Низак резултат може указивати на влагу, честице, контаминацију или пропадање изолационе течности. Међутим, тест не идентификује сваки могући проблем изолације, а резултате треба тумачити применом применљивог стандарда за испитивање.

2. Тест садржаја влаге

Садржај воде се обично мери у деловима на милион (ппм). Вишак влаге може утицати на перформансе изолације уља и стање папирне изолације трансформатора.

Ниво влаге треба проценити заједно са температуром уља, типом течности и стањем чврсте изолације. Природне естарске течности, на пример, могу да приме више растворене воде него минерално уље, тако да иста вредност влаге не мора нужно имати исто значење за обе течности.

3. Анализа раствореног гаса (ДГА)

Анализа раствореног гаса мери гасове присутне у трансформаторском уљу који могу настати прегревањем, делимичним пражњењем или електричним кваровима.

Обично процењени гасови укључују водоник, метан, етан, етилен, ацетилен, угљен моноксид и угљен-диоксид. Њихове концентрације и променљиви обрасци могу помоћи инжењерима да идентификују грешке у развоју.

ДГА је посебно драгоцен за праћење критичних енергетских трансформатора. Резултате треба да тумачи квалификовано особље користећи одговарајуће дијагностичке стандарде, историјске трендове и оперативне информације, а не ослањајући се на једно очитавање гаса.

4. Тест киселог броја

Киселински број означава количину киселих материја у уљу. Како изолационо уље стари, оксидација може произвести кисела једињења која могу допринети стварању муља и утицати на унутрашње материјале.

Праћење киселинског броја током времена помаже да се утврди да ли течност стари и да ли би даље истраживање, рекултивација или замена могли бити одговарајући.

5. Испитивање међуфазне напетости

Међуфазна напетост мери интеракцију између трансформаторског уља и воде. За минерално уље, опадајући резултат може указивати на присуство поларних загађивача и нуспроизвода оксидације.

Овај тест се често користи уз киселински број, боју и друга мерења стања уља како би се пружила потпунија слика старења течности.

6. Испитивање квалитета уља и физичких својстава

У зависности од примене, додатна испитивања могу укључити вискозитет, тачку паљења, тачку течења, густину, боју, визуелни изглед и анализу честица или контаминације.

Ова својства помажу да се потврди да течност остаје прикладна за очекиване радне услове. За естарске и силиконске течности, методе испитивања и критеријуми прихватања треба да буду одговарајући за специфичну врсту течности.

Учесталост испитивања трансформаторског уља

Не постоји јединствени интервал тестирања погодан за сваки трансформатор. Критична средства могу захтевати чешће праћење него мање јединице у мање захтевној служби.

Практични програм одржавања може укључити основно тестирање када је опрема пуштена у рад, периодично узорковање током рада и додатна испитивања након ненормалних температурних догађаја, електричних кварова, цурења уља или необичних резултата ДГА.

Узорци уља се морају сакупљати у чисте, одговарајуће контејнере користећи поступке који спречавају влагу и спољашњу контаминацију. Лоше праксе узорковања могу довести до погрешних резултата, чак и када је само лабораторијско испитивање тачно.

Што је најважније, тестирање уља треба да подржи шири програм одржавања трансформатора који укључује инспекције, праћење температуре, електрична испитивања и преглед историје рада.

Избор правог трансформатора и изолационе течности

Право трансформаторско уље зависи од примене трансформатора, напона и капацитета, распореда хлађења, окружења за инсталацију, захтева за безбедност од пожара и стратегије одржавања. Минерално уље остаје практичан избор за многе примене, док природни естри и силиконске течности могу понудити предности тамо где се примењују специфични захтеви за заштиту животне средине или пожарне перформансе.

За купце трансформатора, вреди разговарати о избору течности у раној фази инжењерског процеса, а не да га третирају као мањи детаљ након што је дизајн трансформатора завршен. Својства течности могу утицати на прорачуне хлађења, компатибилност изолационог система, захтеве за инсталацију и дугорочне оперативне трошкове.

Јиангсу Иавеи Трансформер Цо., Лтд., основана 1993. године, производи решења трансформатора за комуналне, индустријске и обновљиве изворе енергије. Са више од 30 година искуства у производњи, Иавеи подржава купце који траже опрему за трансформаторе у складу са њиховим пројектним захтевима.

Без обзира да ли набављате дистрибутивни трансформатор, енергетски трансформатор или прилагођени трансформатор уроњен у уље, избор одговарајуће изолационе течности је део постизања поузданог рада и дугог века трајања.

Контактирајте Иавеи Трансформер да бисте разговарали о вашим спецификацијама трансформатора, захтевима апликације и пројектној понуди.

Контактирајте сада