น้ำมันหม้อแปลง — วัตถุประสงค์ การใช้งาน ลักษณะเฉพาะ

น้ำมันหม้อแปลงเป็นเศษน้ำมันที่ผ่านการกลั่นแล้ว ซึ่งก็คือน้ำมันแร่ ได้มาจากการกลั่นน้ำมันโดยที่ส่วนนี้เดือดที่อุณหภูมิ 300 — 400 ° C คุณสมบัติของน้ำมันหม้อแปลงจะแตกต่างกันไปตามเกรดของวัตถุดิบ น้ำมันมีองค์ประกอบไฮโดรคาร์บอนเชิงซ้อนที่น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 220 ถึง 340 amu ตารางแสดงส่วนประกอบหลักและเปอร์เซ็นต์ในส่วนประกอบของน้ำมันหม้อแปลง

คุณสมบัติของน้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้าในฐานะฉนวนไฟฟ้านั้นพิจารณาจากค่าเป็นหลัก แทนเจนต์การสูญเสียอิเล็กทริก… ดังนั้น การมีน้ำและเส้นใยในน้ำมันจึงถูกแยกออกโดยสิ้นเชิง เนื่องจากสิ่งสกปรกเชิงกลใดๆ จะทำให้ตัวบ่งชี้นี้แย่ลง

อุณหภูมิขาออกของน้ำมันหม้อแปลงอยู่ที่ -45 ° C และต่ำกว่า นี่เป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการเคลื่อนที่ในสภาวะการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ ความหนืดต่ำสุดของน้ำมันช่วยกระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ในอุณหภูมิ 90 ถึง 150 ° C ในกรณีที่เกิดการระบาดสำหรับน้ำมันยี่ห้อต่าง ๆ อุณหภูมินี้สามารถเป็น 150 ° C, 135 ° C, 125 ° C, 90 ° C ไม่ต่ำกว่า

คุณสมบัติที่สำคัญอย่างยิ่งของน้ำมันหม้อแปลงคือความเสถียรภายใต้สภาวะออกซิไดซ์ น้ำมันหม้อแปลงต้องรักษาพารามิเตอร์ที่ต้องการไว้เป็นระยะเวลานาน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับ RF น้ำมันหม้อแปลงทุกยี่ห้อที่ใช้ในอุปกรณ์อุตสาหกรรมจำเป็นต้องยับยั้งโดยไอออนอลสารเติมแต่งสารต้านอนุมูลอิสระ (2,6-di-tert-butylparacresol หรือที่เรียกว่า agidol-1) สารเติมแต่งทำปฏิกิริยากับอนุมูลเปอร์ออกไซด์ที่เกิดขึ้นในห่วงโซ่ปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรคาร์บอน ดังนั้น น้ำมันหม้อแปลงที่ถูกยับยั้งจึงมีช่วงการเหนี่ยวนำที่เด่นชัดระหว่างการเกิดออกซิเดชัน

น้ำมันที่ไวต่อสารเติมแต่งจะออกซิไดซ์อย่างช้าๆ ในตอนแรก เนื่องจากสายออกซิเดชั่นที่เกิดขึ้นจะถูกทำลายโดยตัวยับยั้ง เมื่อใช้สารเติมแต่งหมด น้ำมันจะออกซิไดซ์ในอัตราปกติเหมือนไม่ได้เติมสารเติมแต่ง ยิ่งระยะเวลาการเหนี่ยวนำปฏิกิริยาออกซิเดชันของน้ำมันนานเท่าใด ประสิทธิภาพของสารเติมแต่งก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ประสิทธิภาพของสารเติมแต่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบไฮโดรคาร์บอนของน้ำมันและการมีอยู่ของสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่ไฮโดรคาร์บอนที่ส่งเสริมการเกิดออกซิเดชัน ซึ่งอาจได้แก่ เบสไนโตรเจน กรดปิโตรเลียม และผลิตภัณฑ์ที่มีออกซิเจนจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของน้ำมัน

เมื่อกลั่นน้ำมันปิโตรเลียม ปริมาณอะโรมาติกจะลดลง การรวมตัวที่ไม่ใช่ไฮโดรคาร์บอนจะถูกกำจัดออก และท้ายที่สุดความเสถียรของน้ำมันหม้อแปลงที่ยับยั้งไอออนอลจะดีขึ้น ในขณะเดียวกันก็มีมาตรฐานสากล "ข้อมูลจำเพาะสำหรับน้ำมันฉนวนปิโตรเลียมสดสำหรับหม้อแปลงและเบรกเกอร์"

น้ำมันหม้อแปลงเป็นสารไวไฟ ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ แทบไม่เป็นพิษ และไม่ทำลายชั้นโอโซน ความหนาแน่นของน้ำมันหม้อแปลงแตกต่างกันไปตั้งแต่ 840 ถึง 890 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือความหนืด ยิ่งความหนืดสูงเท่าใดความเป็นฉนวนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตามสำหรับการทำงานปกติใน หม้อแปลงไฟฟ้า และในเบรกเกอร์น้ำมันต้องไม่หนืดมาก มิฉะนั้น การระบายความร้อนของหม้อแปลงจะไม่มีประสิทธิภาพและเบรกเกอร์จะไม่สามารถหักส่วนโค้งได้เร็ว

จำเป็นต้องมีการแลกเปลี่ยนในแง่ของความหนืด โดยทั่วไป ความหนืดไคเนมาติกที่ 20 °C น้ำมันหม้อแปลงส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 28 ถึง 30 มม.2/วินาที

ก่อนเติมน้ำมันในอุปกรณ์ น้ำมันจะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยการบำบัดสุญญากาศด้วยความร้อนลึก ตามเอกสารแนวทางนี้ "ขอบเขตและมาตรฐานสำหรับการทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้า" (RD 34.45-51.300-97) ความเข้มข้นของอากาศในน้ำมันหม้อแปลงที่เทลงในไนโตรเจนหรือฟิล์มป้องกันหม้อแปลง ในหม้อแปลงวัดที่ปิดสนิท และในบูชที่ปิดสนิทจะต้องไม่ มีค่ามากกว่า 0.5 (กำหนดโดยแก๊สโครมาโตกราฟี) และปริมาณน้ำสูงสุดคือ 0.001% โดยน้ำหนัก

สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าที่ไม่มีฟิล์มป้องกันและบุชซึมผ่านได้ อนุญาตให้มีปริมาณน้ำไม่เกิน 0.0025% โดยมวล สำหรับเนื้อหาของสิ่งเจือปนเชิงกลซึ่งกำหนดระดับความบริสุทธิ์ของน้ำมันนั้นไม่ควรแย่กว่าอันดับที่ 11 สำหรับอุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 220 kV และไม่แย่กว่าอันดับที่ 9 สำหรับอุปกรณ์ที่มีแรงดันไฟฟ้า -สูงกว่า 220 kV . แรงดันพังทลายขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานแสดงในตาราง

เมื่อเติมน้ำมันแล้ว แรงดันพังทลายจะต่ำกว่าน้ำมัน 5 kV ก่อนเติมลงในอุปกรณ์ อนุญาตให้ลดระดับความบริสุทธิ์ลง 1 และเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของอากาศได้ 0.5%

สภาวะออกซิเดชัน (วิธีการกำหนดความเสถียร — ตาม GOST 981-75)

จุดรั่วไหลของน้ำมันถูกกำหนดโดยการทดสอบโดยเอียงท่อที่มีน้ำมันปิดผนึกที่ 45° และน้ำมันยังคงอยู่ที่ระดับเดิมเป็นเวลาหนึ่งนาที สำหรับน้ำมันสด อุณหภูมินี้ไม่ควรต่ำกว่า -45 °C

พารามิเตอร์นี้เป็นกุญแจสำคัญ สวิตช์น้ำมัน… อย่างไรก็ตาม เขตภูมิอากาศที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดจุดไหลเทที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นในภาคใต้อนุญาตให้ใช้น้ำมันหม้อแปลงที่อุณหภูมิเท -35 ° C

มาตรฐานอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งานของอุปกรณ์ อาจมีการเบี่ยงเบนบางอย่าง ตัวอย่างเช่น น้ำมันหม้อแปลงอาร์กติกไม่ควรแข็งตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า -60 ° C และจุดวาบไฟลดลงถึง -100 ° C (จุดวาบไฟคืออุณหภูมิที่น้ำมันร้อนสร้างไอระเหยที่ติดไฟได้เมื่อผสมกับอากาศ ) .

โดยหลักการแล้วอุณหภูมิการจุดระเบิดไม่ควรต่ำกว่า 135 ° C ลักษณะเช่นอุณหภูมิการจุดระเบิด (น้ำมันจะติดไฟและเผาไหม้พร้อมกันเป็นเวลา 5 วินาทีขึ้นไป) และอุณหภูมิที่จุดระเบิดได้เอง (ที่อุณหภูมิ 350-400 ° C, น้ำมันติดไฟได้แม้ในถ้วยใส่ตัวอย่างปิดเมื่อมีอากาศอยู่)

น้ำมันหม้อแปลงมีค่าการนำความร้อน 0.09 ถึง 0.14 W / (mx K) และลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความจุความร้อนจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และมีค่าตั้งแต่ 1.5 kJ / (kg x K) ถึง 2.5 kJ / (kg x K)

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเกี่ยวข้องกับมาตรฐานสำหรับขนาดของถังขยาย และค่าสัมประสิทธิ์นี้อยู่ในพื้นที่ 0.00065 1 / K ความต้านทานของน้ำมันหม้อแปลงที่ 90 ° C และภายใต้สภาวะความเค้นสนามไฟฟ้า 0.5 MV / m ไม่ว่าในกรณีใดควรสูงกว่า 50 Ghm * m

นอกจากความหนืดแล้ว ความต้านทานน้ำมันยังลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอีกด้วย ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก — ในช่วง 2.1 ถึง 2.4 แทนเจนต์ของมุมของการสูญเสียอิเล็กทริกดังที่กล่าวไว้ข้างต้นเกี่ยวข้องกับการมีสิ่งเจือปน ดังนั้นสำหรับน้ำมันบริสุทธิ์จะไม่เกิน 0.02 ที่ 90 ° C ภายใต้เงื่อนไขของความถี่สนาม 50 Hz และในน้ำมันออกซิไดซ์สามารถเกิน 0.2 .

ความเป็นฉนวนของน้ำมันถูกวัดระหว่างการทดสอบการแตกตัว 2.5 มม. โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางของอิเล็กโทรด 25.4 มม. ผลลัพธ์ไม่ควรต่ำกว่า 70 kV และจากนั้นค่าความเป็นฉนวนจะมีอย่างน้อย 280 kV / cm.

แม้จะมีมาตรการต่างๆ น้ำมันหม้อแปลงสามารถดูดซับก๊าซและละลายก๊าซจำนวนมากได้ ภายใต้สภาวะปกติ ออกซิเจน 0.16 มิลลิลิตร ไนโตรเจน 0.086 มิลลิลิตร และคาร์บอนไดออกไซด์ 1.2 มิลลิลิตร จะละลายในน้ำมันหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตร เห็นได้ชัดว่าออกซิเจนจะเริ่มออกซิไดซ์เล็กน้อย ในทางตรงกันข้าม หากมีการปล่อยก๊าซ นี่เป็นสัญญาณของข้อบกพร่องของคอยล์ ดังนั้น เนื่องจากมีก๊าซที่ละลายในน้ำมันหม้อแปลง ข้อบกพร่องในหม้อแปลงจึงถูกเปิดเผยโดยการวิเคราะห์ทางโครมาโตกราฟี

อายุการใช้งานของหม้อแปลงและน้ำมันไม่สัมพันธ์กันโดยตรง หากหม้อแปลงสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือเป็นเวลา 15 ปี ขอแนะนำให้ทำความสะอาดน้ำมันทุกปีและเปลี่ยนใหม่หลังจาก 5 ปี เพื่อป้องกันไม่ให้ทรัพยากรน้ำมันลดลงอย่างรวดเร็วจึงมีมาตรการบางอย่างซึ่งการยอมรับจะช่วยยืดอายุการใช้งานของน้ำมันหม้อแปลงอย่างมีนัยสำคัญ:

• การติดตั้งเครื่องขยายพร้อมตัวกรองสำหรับดูดซับน้ำและออกซิเจนรวมถึงก๊าซที่แยกออกจากน้ำมัน

• หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปของน้ำมันทำงาน

• การทำความสะอาดเป็นระยะ

• กรองน้ำมันอย่างต่อเนื่อง

• การแนะนำสารต้านอนุมูลอิสระ

อุณหภูมิสูง การทำปฏิกิริยาของน้ำมันกับสายไฟและไดอิเล็กตริก ล้วนส่งเสริมการเกิดออกซิเดชัน ซึ่งสารต้านอนุมูลอิสระที่กล่าวถึงในตอนต้นมีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกัน แต่ยังต้องทำความสะอาดเป็นประจำ การทำความสะอาดน้ำมันคุณภาพสูงทำให้น้ำมันกลับสู่สภาพใช้งานได้

อะไรคือสาเหตุของการถอนน้ำมันหม้อแปลงออกจากบริการ? สิ่งเหล่านี้อาจเป็นการปนเปื้อนของน้ำมันด้วยสารถาวรซึ่งไม่ได้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในน้ำมันและจากนั้นก็เพียงพอที่จะทำความสะอาดเชิงกล โดยทั่วไป มีวิธีการทำความสะอาดหลายวิธี: ทางกล ทางความร้อน (การกลั่น) และทางฟิสิกส์เคมี (การดูดซับ การแข็งตัว)

หากเกิดอุบัติเหตุ แรงดันพังทลายลดลงอย่างรวดเร็ว มีการสะสมของคาร์บอน หรือ การวิเคราะห์ทางโครมาโตกราฟี พบปัญหา ทำความสะอาดน้ำมันหม้อแปลงโดยตรงในหม้อแปลงหรือในสวิตช์ เพียงแค่ถอดอุปกรณ์ออกจากเครือข่าย

อายุการใช้งานของน้ำมันในหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถยืดอายุได้โดยใช้สารเติมแต่งสารต้านอนุมูลอิสระ ตัวกรองเทอร์โมไซฟอน ฯลฯ อย่างไรก็ตาม ทั้งหมดนี้ไม่ได้ยกเว้นความจำเป็นในการสร้างน้ำมันใช้แล้วขึ้นมาใหม่

ดังนั้น ภารกิจของการฟื้นฟูน้ำมันเสียคือการได้น้ำมันบริสุทธิ์ที่ตรงตามมาตรฐานน้ำมันใหม่ทั้งหมด การทำให้สารสร้างใหม่ที่ไม่เสถียรมีความเสถียรโดยการเติมน้ำมันสดหรือสารเติมแต่งสารต้านอนุมูลอิสระ ทำให้สามารถใช้วิธีที่ง่ายและราคาไม่แพงที่สุดในการสร้างน้ำมันหม้อแปลงที่ใช้แล้วใหม่

เมื่อทำการสร้างน้ำมันหม้อแปลงใหม่ สิ่งสำคัญคือต้องได้รับสารฟื้นฟูที่บริสุทธิ์อย่างดี โดยไม่คำนึงถึงวิธีการสร้างใหม่และระดับอายุของน้ำมัน และการทำให้เสถียร หากน้ำมันมีความคงตัวต่ำ จะต้องทำเทียม - โดยการเติมน้ำมันสดหรือ เพิ่มด้วยผลคงตัวสูงมีประสิทธิภาพสำหรับน้ำมันที่สร้างใหม่

เมื่อนำน้ำมันหม้อแปลงใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่ จะได้น้ำมันพื้นฐานถึง 3 ส่วนสำหรับการเตรียมน้ำมันเชิงพาณิชย์อื่นๆ เช่น มอเตอร์ น้ำมันไฮดรอลิก น้ำมันเกียร์ น้ำมันตัดกลึง และจาระบี

โดยเฉลี่ยแล้วหลังจากการฟื้นฟูจะได้น้ำมัน 70-85% ขึ้นอยู่กับวิธีการทางเทคโนโลยีที่ใช้ การฟื้นฟูทางเคมีมีราคาแพงกว่า เมื่อสร้างน้ำมันหม้อแปลงใหม่ เป็นไปได้ที่จะได้รับน้ำมันพื้นฐานถึง 90% ที่มีคุณภาพเทียบเท่ากับน้ำมันสด

นอกจากนี้

คำถาม

เป็นไปได้ไหมที่จะทำให้น้ำมันในหม้อแปลงทำงานแห้งโดยยกฝาครอบขึ้นในสภาพอากาศแห้ง? น้ำจะระเหยออกจากน้ำมันหรือในทางกลับกันน้ำมันจะชื้นหรือไม่?

คำตอบ

น้ำมันแห้งที่มีแรงดันพังทลาย 40-50 kV มีความชื้นเป็นพันเปอร์เซ็นต์ ในการทำให้น้ำมันหล่อเลี้ยงโดยมีค่าความต้านทานการแตกตัวของน้ำมันลดลงเหลือ 15 - 20 kV ต้องใช้ความชื้นร้อยละร้อย

ในหม้อแปลงที่มีการสื่อสารกับอากาศในชั้นบรรยากาศผ่านตัวขยาย (หรือใต้ฝาครอบ) มีการแลกเปลี่ยนความชื้นกับอากาศอย่างต่อเนื่อง หากอุณหภูมิของน้ำมันลดลงและความชื้นในอากาศน้อยกว่าในอากาศ น้ำมันจะดูดซับความชื้นจากอากาศตามกฎของความดันบางส่วนของไอความชื้น ด้วยวิธีนี้แรงดันพังทลายของน้ำมันจะลดลง

การแลกเปลี่ยนความชื้นยังเกิดขึ้นระหว่างน้ำมันและฉนวนของหม้อแปลง (ผ้าฝ้าย เบกาไลต์) ที่ใส่ไว้ในน้ำมัน ความชื้นจะเคลื่อนตัวในฉนวนจากส่วนที่ร้อนไปยังส่วนที่เย็น หากหม้อแปลงร้อนขึ้นความชื้นจะผ่านจากฉนวนไปยังน้ำมันและหากเย็นลงก็จะกลับกัน

เนื่องจากความชื้นในอากาศสูงในช่วงฤดูร้อน แรงดันพังทลายของน้ำมันจะลดลงเมื่อมีการแลกเปลี่ยนความชื้นอย่างอิสระเมื่อเทียบกับเดือนในฤดูหนาว

ในฤดูหนาว เมื่อความชื้นในอากาศต่ำที่สุดและความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอากาศกับน้ำมันมากที่สุด น้ำมันจะแห้งเล็กน้อย ในฤดูร้อน เมื่อไฟกระชากจากฟ้าผ่ามีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อฉนวนของหม้อแปลง ความต้านทานการพังทลายของน้ำมันหม้อแปลงจะอยู่ที่ระดับต่ำสุดเมื่อควรจะอยู่ที่ระดับสูงสุด

เพื่อกำจัดการแลกเปลี่ยนความชื้นอย่างอิสระระหว่างอากาศกับน้ำมัน เครื่องทำลมแห้งพร้อมซีลกันน้ำมันจึงถูกนำมาใช้

ดังนั้นเมื่อเปิดฝาครอบหม้อแปลง น้ำมันอาจแห้งหรือเปียก

น้ำมันจะแห้งได้ดีขึ้นในสภาพอากาศที่เย็นจัดเมื่ออากาศมีความชื้นน้อยที่สุดและมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำมันกับอากาศมากที่สุด แต่การอบแห้งดังกล่าวไม่มีประสิทธิภาพและไม่มีประสิทธิผลดังนั้นจึงไม่ได้ใช้ในทางปฏิบัติ