Особенности процесса испытания трансформаторного масла

Зачем необходимо испытание трансформаторного масла?

Масло используется в трансформаторах для выполнения нескольких функций – важнейшей из них является обеспечение должного уровня качества изоляции. Кроме того, оно охлаждает установку и способствует нормальному отведению тепла наружу, несмотря на повышенный уровень защиты. Испытание трансформаторного масла призвано установить, способно ли оно будет выдержать воздействие электрической дуги, а также попадание внутрь частей волокнистой изоляции обмоток без потери характеристик.
Также подключение электричества требует, чтобы даже при длительной эксплуатации в масле не обнаруживалось твердых примесей, которые выступают хорошими проводниками тока. При обнаружении определенных дефектов масло необходимо заменить перед продолжением эксплуатации устройства.

4. OБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ПОРЯДОК СМЕШЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ МАСЕЛ

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseen-GB

Таблица 3

Масла ТКп и ТАп можно использовать для доливок измерительных трансформаторов тока и напряжения, маслонаполненных вводов напряжением до 500 кВ включительно, а масло ТСп до 220 кВ включительно.По экономическим соображениям масла T-1500 и Т-750 рекомендуется использовать для силовых трансформаторов и реакторов напряжением 220 кВ и выше, а для измерительных трансформаторов тока и напряжения и маслонаполненных вводов напряжением 110 кВ и выше.

Все трансформаторные масла можно использовать в масляных выключателях. По экономическим соображениям нецелесообразно использовать для этих целей масла ГК, T-1500 и Т-750. Масло Т-750 наиболее целесообразно использовать в герметичных маслонаполненных вводах.Допускается повторно использовать масло, слитое из масляных выключателей при капитальном ремонте, после очистки его от механических примесей, угля и воды до норм по этим показателям на свежее сухое масло.

4.2. Масла, изготовленные по различным стандартам и техническим условиям, рекомендуется хранить раздельно и использовать, как правило, в соответствии с областью применения.Масло гидрокрекинга ГК рекомендуется применять, как правило, не смешивая с другими маслами. При необходимости для смешения масла ГК с другими маслами наиболее рационально использовать масла марок ГБ, T-I500 и Т-750.

При необходимости допускается смешивать отечественные ингибированные масла в любых соотношениях, учитывая при этом их область применения.Если в смеси содержатся масла на различные классы напряжения, то смесь используется в электрооборудовании низшего класса напряжения.Если при 90 °С смеси превышает компонента с наибольшими диэлектрическими потерями, то такую смесь масел можно использовать только для заливки в масляные выключатели.

Трансформаторные масла отечественного производства, содержащие ионол, изготовленные по ранее действовавшим ГОСТ и ТУ, допускается применять также как масла аналогичных марок, вырабатываемых в соответствии с действующими стандартами.Смешение неингибированных масел, ранее выпускавшихся и находящихся в эксплуатации, со свежими ингибированными маслами не допускается.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Замена газового котла в частном доме: документы, правила и порядок действий

При необходимости смешения таких масел следует ввести присадку ионол в таком количестве, чтобы предполагаемая смесь содержала не менее 0,25% массы присадки, и испытать смесь на стабильность против окисления. Стабильность смеси должна быть выше стабильности неингибированного масла.Импортные масла, содержащие антиокислительную присадку ДБК (ионол) или после введения ее на месте потребления в концентрации не менее 0,3% по массе и соответствующие требованиям ГОСТ 10121-76 и имеющие температуру вспышки не ниже 135 °С и содержание серы не более 0,35% по массе, можно смешивать в любых соотношениях с маслами TКп и ТАп и использовать в электрооборудовании на напряжение до 500 кВ включительно, в случае смешения с маслом ТСп — до 220 кВ включительно.

При содержании серы более 0,35% импортные масла можно применять в электрооборудовании на напряжение до 220 кВ включительно.В порядке исключения возможно смешение импортного масла, содержащего не более 0,35% серы:с маслами Т-750 и T-1500 и использование смеси в электрооборудовании на напряжение до 500 кВ включительно;

эксплуатационного масла с кислотным числом не более 0,05 мг КОН/г, удовлетворяющего нормам на эксплуатационное масло по реакции водной вытяжки, содержанию растворенного шлама, механических примесей и имеющего пробивное напряжение на 10 кВ выше эксплуатационной нормы и при 90 °С не более 6%;смеси эксплуатационного масла с любым свежим сухим трансформаторным маслом, если при этом не наблюдается резкого ухудшения качества масел.

Доливка масла в электрооборудование должна проводиться с учетом области применения масла.Допускается доливка маслом ГК силовых трансформаторов, залитых маслом других марок.Доливка герметичных вводов может осуществляться маслом из бака трансформатора, оборудованного пленочной защитой.Доливка должна производиться подготовленным сухим маслом с показателями качества, предъявляемыми к свежим маслам, заливаемым в новое оборудование.

Стандартная методика испытания трансформаторного масла

Все лаборатории используют стандартный способ проверки качества технологической жидкости, который предусматривает определение напряжения, при котором происходит моментальный пробой. Нормальная методика испытания трансформаторного масла предполагает использование стеклянного или фарфорового сосуда, в который заливается небольшое количество масла. Далее в него погружаются электроды – так, чтобы масло покрывало их минимум на 1,5 см. Перед погружением электроды полностью омываются маслом, а бутылка переворачивается три раза, чтобы исключить наличие в масле пузырьков воздуха, существенно улучшающих проводимость материала.

Далее обслуживание электрики предполагает включение напряжения и постепенное его повышение на 1-2 тысячи Вольт в секунду до достижения значения, при котором происходит пробой. Подобное состояние отчетливо различимо по созданию мощной электрической дуги между стержнями. Испытание трансформаторного масла не прекращается – первый пробой не документируется. Далее напряжение отключается, а затем еще 5 раз повышается до точки пробоя. Конечный результат вычисляется как среднее из показателей данных пяти измерений. Специалисты говорят, что он должен быть на 25-40% выше нормативного показателя эксплуатационного напряжения трансформатора для обеспечения должной надежности и безопасности.

Изменение физических свойств

От физических характеристик эксплуатационного масла напрямую зависит, насколько надежно будет функционировать электрическое оборудование. Поэтому в процессе проверки уделяется пристальное внимание следующим свойствам трансформаторного масла:

• Допустимое значение плотности (удельного веса). Важно, чтобы этот параметр уступал льду. Это связано с тем, что при образовании в неработающей установке льда (в зимний период), он формировался на дне бака, не создавая препятствий для свободной циркуляции в системе масляного охлаждения. Нормой считается плотность в пределах 860-880 кг/м3 при температуре равной 20,0°С. Соответственно законам физики, показатели удельного веса изменяются в зависимости от температуры (при нагреве – увеличиваются, а охлаждении — уменьшаются).
• Критический нагрев масла до температуры воспламенения (температура вспышки). Этот параметр должен быть достаточно высоким, чтобы исключить возгорание, когда трансформатор, работая в режиме перегрузки, подвергается сильному нагреву. Нормой считается температура в пределах 125-135°С. Со временем, под воздействием частых перегревов, масло начинает разлагаться, что приводит к резкому снижению показателя температуры вспышки.
• Показатель окисления (кислотное число) трансформаторного жидкого диэлектрика. Поскольку наличие кислот приводит к повреждению изоляции обмоток трансформатора, то важно определить их наличие. Кислотное число отображает количество (в мг.) гидроксида калия (KOH), необходимого для удаления следов кислоты в 1-м грамме продукта.

Дополнительные методики испытания трансформаторного масла

Подобная цифра вносится в паспорт самого трансформатора – кроме нее существует и множество прочих показателей пригодности эксплуатации технической жидкости. В частности, необходимо определить содержание в масле воды и твердых примесей. Для этого применяются специализированные устройства, которыми оснащаются профессиональные электрические лаборатории.

Методика испытания трансформаторного масла предполагает анализ его кислотности и плотности – это также вносится в протокол. Наряду с пробивным напряжением, документация содержит и еще один сугубо технический показатель – он представлен тангенсом угла диэлектрических потерь, который определяется при напряжении 2/3 от рекомендованного испытательного.

Пример технического отчета

Вперед

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости услуг электролаборатории.

е) поверхностное натяжение

Метод определения изложен в ИСО 6295, ГОСТ 5985-79. Определение состоит в оценке силы (в мН/м), необходимой для прорыва масло-водяной поверхности раздела в металлическом кольце в предписанных условиях. Эта сила, связанная со свойствами капиллярности, изменяется в зависимости от состава масла и под воздействием продуктов разложения масла.

Поверхностное натяжение зависит от степени старения и значения кислотного числа и свидетельствует о происходящих в масле изменениях.В таблице приведены рекомендуемые минимальные значения для масла в эксплуатации.Уменьшение поверхностного натяжения ниже предписанных минимальных значений свидетельствует о глубоких изменениях физических и химических свойств масла вследствие его старения. В этих случаях предпочтительней заменить масло, нежели его регенерировать.

Минимальные значения поверхностного натяжения для масла в эксплуатации

Анализ данных, документации и результатов испытаний

Эффективный контроль в любой среде невозможно осуществить без мониторинга по периодам времени того или иного предмета, его контроля и среза параметров, контролируемых значений. Их сохранение в надежном месте с быстрым доступом позволяет реализовать архивный блок, который, при новом снятии показаний устройства или агрегата необходимо проанализировать, сравнить с полученными данными, оперативно выявить дифферент между ними. Эти действия дают направления последующих действий по предмету или оборудованию.

Именно на этом основан первый пункт диагностики силовых трансформаторов, главный уклон которого состоит или в создании первой параметрической базы данных элементов преобразователя – если это контроль, испытания нового, только выпущенного оборудования или анализ показателей из архива, сравнение с текущими значениями результатов диагностики, проверки испытания узлов энерго агрегата.

Выводы анализа позволяет определить дальнейшие действия по устройству:

1. В случае номинальной дельты между текущими и прошлыми параметрами диагностики устройства – происходит фиксация и датировка новых опытных величин, в том же архиве до следующей проверки трансформатора.
2. В результате появления высоких разночтений, широких дифферентов между параметрами того или иного узла оборудования производится своевременная наладка, ремонт или замена частей трансформатора с целью возвращения к базовым значениям и нормальной работе электрооборудования.

Документация в архиве по устройству должна содержать все необходимые нормативные акты, паспорта элементов трансформатора, выводы и испытательные значения прошлой проверки необходимых узлов преобразователя. В настоящее время получать доступ к такому архиву возможно с помощью компьютерной техники и сети Интернет.

Электронное сохранение параметрической базы силового устройства позволяет выполнить анализ оперативно, с высокой точностью, а значит и текущую диагностику провести в полном формате, сделав верные выводы по ее окончанию. В России контрольные проверки регламентируются специальным ПО – «Диагностика +», с помощью которого получить доступ к архиву, провести оценку его данных и сравнение их с нынешним состоянием трансформатора еще проще и точнее.

Методы комплексного анализа масла

Комплекс опытно-оценочных мероприятий с маслом энергоагрегата это первые практические испытания в рамках проведения диагностики силового трансформатора. Такой анализ производится при помощи специальной физико-химической лаборатории и научно-исследовательского оборудования.

Для его реализации требуется выполнить взятие проб масла из тестируемого устройства в нескольких частях разных по уровню высоты.

Выводы, которые можно сделать по результатам проведения опытов способны сказать о состоянии многих характеристик силового агрегата, его исправности внутренних механизмов и скрытых устройств. Ведь трансформаторное масло исполняет роль не только изолирующего компонента преобразователя, но и является его охлаждающей жидкостью.

Основных методов диагностирования электроустройства два:

Хромотографический анализ

Определяется по средством сложного технического оборудования для взятия проб и проведения процедуры контроля, испытания жидкого вещества. Анализ опыта сможет рассказать о наличии дефектов на ранней стадии их развития, опытные диагностические элементы подробно опишут степень развития неисправности, причины повреждения масла трансформатора, а значит проецируя их на сам агрегат, предварительно исправить состояние устройства, провести недопущение серьезной поломки и еще более серьезного по потерям, простоя оборудования. Заложен контроль по перегреву токоведущих частей и магнитопровода трансформатора.

Основная цель анализа данным способом состоит в оценки и диагностики газов в составе жидкости масла, определения их типов, их количественный уровень загрязнения. Основные газы, которые не только ухудшают состояние и рабочие характеристики жидкого масла преобразователя напряжения — это водород, ацетилен, этан, метан. Их анализ и сравнение с прошлым состоянием устройства позволяет сделать вполне точные прогнозы по общему состоянию живучести силового электроагрегата, а также подсказать решение с учетом всех возможных факторов.

Физико-химическая диагностика

Путем пробирочных проб части масляной жидкости трансформатора, диагностики ее в лабораторных условиях резолюция по испытаниям открывает всю правду по изоляционной составляющей устройства. Диэлектрические свойства масла в трансформаторе ухудшаются за счет увеличения количества примесей в его составе, от ежедневной работы или стрессовых режимах работы устройства.

Анализ путем физико-химических проб помогает занести точные данные о состоянии твердой изоляции преобразователя, работе системы охлаждения, старения участков с бумажной изоляцией и оценить риски полного отказа от рабочего процесса всего устройства в целом.

Оценочные параметры масла заносят в рабочий журнал плановой диагностики, сравнивают с прошлыми архивными данными, оставляя в конце диагностики трансформатора один из выводов по контролю охлаждающей и изолирующей жидкости:

• если состояние диэлектрика полностью низкого качества, наличие газовых структур превышает все допустимые эквиваленты, однако сам трансформатор еще не вышел из строя – следует в срочном порядке производить смену масла в устройстве во избежание возникновения более серьезных и технически сложных проблем с преобразователем;
• в случае если аналитика масляной структуры не выявила большого количества газовых примесей и нет отклонений в исследуемом составе охлаждающей жидкости – делается письменный вывод-заключение, который подтверждает допуск оборудования по масляному параметру диагностики.

Оценка состава трансформаторного масла позволяет выявить и наличие электрических разрядов в его составе, которые возникают в результате постоянно возникающих дуговых разрядов в конструкции оборудования или распределительной системы.

Зачем нужно испытывать трансформаторы

Силовой трансформатор – важный передающий узел в составе мощной и сложной энергосистемы, обеспечивающей электропитанием значительное количество промышленных и бытовых энерго потребителей. Такой узел должен быть надежным и исправным продолжительное время, чтобы не происходило сбоя в полезной работе промышленных потребителей, не было недостачи в потреблении электроэнергии в быту обычными людьми.

Именно поэтому масляные и сухие силовые преобразователи напряжения постоянно испытывают:

• На заводах производителях многочисленными проверками и испытаниями на работоспособность – с целью гарантированного понимания, что сложное техническое устройство преобразования напряжения из одного класса в другой после изготовления полностью исправно и готово к дальнейшей работе на объекте;
• При монтаже в ансамбле системы снабжения, тестируя согласно специальной методике приемосдаточных испытаний – с целью понимания, что в момент транспортировки и последующей установки энергооборудования не произошло или не создано никаких дефектов или ошибок монтажа, которые не смогут обеспечить должное, стабильное питание необходимому количеству потребителей;
• Периодически в течении эксплуатации электроустановок и узлов, в результате которых также могут возникнуть определенные сбои или дефекты сложного передающего оборудования – для предотвращения предаварийных или аварийных режимов. Для выявления дефектов на ранних этапах и своевременного их устранения в эксплуатационном режиме с наименьшими потерями для всех энерго потребителей.

Подобный мониторинг, проверки работы силовых передающих устройств обеспечивают максимальное качество работы энергосистем в целом, а значит обеспечивается получение максимального количества и качества электроэнергии в промышленности и в бытовом секторе, что благоприятно влияет на уровень их коэффициента полезного действия.

Доставка образцов в лабораторию

Доставка образцов — этап, который зачастую остается без внимания. Забор происходит при работе трансформатора или после нескольких секунд после отключения. В документах фиксируется не только технические характеристики устройства, которое будет исследоваться, но и температура окружающего воздуха, время взятия пробы и показатели влажности.

Доставка проводится чем быстрей, тем лучше. Оптимально, если образцы доставят на следующий день или в этот. Но в крайнем случае можно подождать до недели — обязательно соблюдать условия хранения состава. Если привезти образцы позже указанного срока, то за результативность исследования ручаться нельзя. Транспортировка ведется в таре, исключая распрыскивания и резкие перемещения масла.

к) контроль растворимых продуктов окисления — растворимого шлама

Как показывает опыт, растворимый шлам в масле практически отсутствует, пока работает адсорбирующий фильтр. Руководящий документ РД 34.43.105—89 требует проводить периодический контроль этого параметра. При этом используется тот факт, что шлам становиться нерастворимым при разбавлении масла Н-гептаном, но растворяется в смеси равных количеств толуола и 95 %-го этилового спирта. Ряд химических реакций позволяет определить количество шлама. В эксплуатационном масле его должно быть не более 0,005% массы. В свежих и регенерированных маслах растворимый осадок должен отсутствовать.