Особенности утилизации трансформаторных масел
В процессе эксплуатации мощных трансформаторных подстанций, единичных трансформаторов, масляных выключателей и иного подобного оборудования не обойтись без трансформаторного масла. Количество такой техники в стране огромно, поэтому вопрос использования эффективных и приемлемых по цене восстановительных технологий, целью которых является полноценное восстановление эксплуатационных показателей трансформаторного масла, весьма актуален.
Мы уже писали статью об утилизации и демонтаже трансформаторов, в этой же статье поговорим конкретно о трансформаторном масле. См. также статью – утилизация отработанных моторных и пищевых масел.
Характеристики и особенности работы трансформаторного масла
Тестирование трансформаторного масла
Рассматриваемая категория нефтяных масел производится в соответствии с техническими требованиями ГОСТ 982. Она включает в себя следующие характеристики трансформаторного масла:
| Марка масла | Кинематическая вязкость трансформаторного масла, мм2/с, при внешних температурах, 0С | Температура вспышки трансформаторно-го масла, 0С | Температура загустевания, 0С | Кислотное число | ||
| 20 | 50 | 100 | ||||
| ТК | 30 | 9,6 | 3,0 | 135 | -45 | 0,05 |
| Т-750 | 26 | 8 | 2,8 | 135 | -55 | 0,02 |
| Т-1500 | 26 | 8 | 3,0 | 135 | -45 | 0,01 |
Из таблицы следует, что свойствами всех масел рассматриваемого типа являются сравнительно небольшие температуры вспышки, что объясняется низкой теплопроводностью среды, а также пониженные значения кислотного числа. Это связано с тем, что при увеличении данного показателя в масле происходят следующие неблагоприятные изменения:
- Увеличивается свойство коррозионной активности среды, что может привести к окислению токопроводящих контактов и резкому снижению КПД трансформатора.
- Возрастает процентное содержание металлических мыл в составе масла, что снижает допустимое значение напряжения пробоя.
- В структуре масла начинают появляться соединения серы, которые разрушают металл бака, где находится масло.
В результате назначение трансформаторного масла реализуется не полностью. Следует отметить, что состав трансформаторного масла ТК не содержит присадок, поэтому оно реализуется по более низкой цене, и предназначено для использования в устройствах общетехнического применения. Масло ТК-750 содержит не менее 0,3% ионола – антиокислительной присадки, а масло ТК-1500 – не менее 0,4% ионола.
Эксплуатация трансформаторного масла характеризуется:
- Возможностью использования при резко пониженных температурах окружающего воздуха без существенного увеличения свойств вязкости;
Мороз ни каким образом не мешает работе трансформаторного масла
- Повышенными диэлектрическими характеристиками, выражающимися в предельных значениях напряжения пробоя.
Весьма важной является очистка трансформаторного масла, поскольку появляющиеся при эксплуатации трансформатора посторонние включения (мельчайшие частицы узлов агрегата, элементы оплётки кабеля и т.д.) могут образовывать опасные мостики проводимости, вследствие чего возможно короткое замыкание. При длительной эксплуатации такого масла в нём также скапливаются микропузырьки газа, нарушающие целостность среды. Опасным для бесперебойной эксплуатации трансформатора считается также постепенное накапливание воды в нижней части ёмкости, где находится отработанное трансформаторное масло. Свойства данного слоя также могут способствовать пробою, особенно при повышенных более 60…70 кВ рабочих напряжениях. Эти факторы устанавливаются химическим анализом трансформаторного масла.
Слив трансформаторного масла
Таким образом, факторами, вынуждающими регулярно проводить очистку и замену масла, являются высокое напряжение, повышенная температура в ёмкости, а также резкие колебания температуры в зависимости от времени года. В связи с большими объёмами применения регенерация трансформаторного масла заключается в его очистке и последующем повторном использовании.
Схема дегазации масла
Качественная дегазация трансформаторного масла продлевает срок его эксплуатации до 20 лет. Поэтому цена операций вполне оправдана.
Установка для очистки трансформаторного масла
Общая характеристика способов утилизации трансформаторного масла
Целью всех методов регенерации является повышение свойства химической чистоты масла. Случаи, когда вторичное трансформаторное масло предлагают продавать для целей отопления помещений, далее не рассматриваются, хотя в некоторых ситуациях это выгодно: все масла данной группы отличаются повышенным свойством по теплоотдаче.
Соответственно поставленным задачам, отработка и утилизация трансформаторного масла выполняет следующие задачи:
- Сушка трансформаторного масла;
- Дегазация трансформаторного масла;
- Увеличение диэлектрической прочности;
- Удаление водных и неводных примесей;
- Понижение кислотного числа.
Требования к трансформаторному маслу всегда включают его многоступенчатую очистку. Она может быть химической и механической. Механическая очистка считается предварительным этапом работ, поскольку, несмотря на сравнительную простоту оборудования (что положительно сказывается на цене), позволяет удалять не более 70% примесей (в основном механических остатков твёрдых компонентов). Решающей является химическая очистка, в ходе которой последовательно происходит отделение воды, обработка масла серной кислотой, которая связывает все металлические мыла, и вакуумная дистилляция масла методом испарения. Далее дегазированное масло конденсируется, отстаивается и упаковывается для отправки по своему применению.
Видео: Дегазация трансформаторного масла:
https://www.youtube.com/watch?v=Vfs26URzGXQ
Качество многоступенчатой химической очистки трансформаторного масла достигает 95…98%. Такое масло также можно использовать в общетехнических целях, однако для непосредственного применения в трансформаторах необходима коррекция его плотности. Плотность трансформаторного масла – важнейший технологический показатель его качества. При низкой плотности в масле могут находиться газовые пузырьки, а при увеличенной плотности резко растёт кинематическая вязкость продукта. Плотность трансформаторного масла характеризует также степень его загрязнения посторонними частицами. Цена такого продукта всегда намного ниже, поэтому при объявлениях «продам трансформаторное масло по невысокой стоимости» Следует относиться осторожно.
Особенности очистки трансформаторного масла:
- Удаление продуктов окисления, которые образуются в масляной среде при работе трансформатора, масляного выключателя и т.д.
- Удаление воды, наличие которой приводит к быстрому разрушению электрической изоляции.
- Многократность регенерационных этапов, после каждого из которых масло подвергают проверке на диэлектрические показатели.
- Анализ трансформаторного масла с целью контроля за наличием и содержанием антиокислительной присадки –ионола, который тормозит процесс повышения кислотного числа масла.
Контроль диэлектрических характеристик трансформаторного масла при его регенерации
Во время длительного пребывания в закрытой ёмкости масло стареет. Этому способствуют такие факторы, как недостаток кислорода в ёмкости, отсутствие перемешивания среды, низкие температуры. Кроме того, при высоких напряжениях в масле самопроизвольно возникают токопроводящие мостики. В результате к концу срока гарантийного применения нередки случаи возникновения так называемых коронных разрядов, которые приводят к ускоренному износу частей трансформатора.
Видео – круглосуточная регенерация трансформаторного масла. Установка СММ-12R:
Для приведения качественного состава трансформаторного масла после его регенерации к требованиям ГОСТ 982 производится хроматографический анализ и отбор проб с контрольными проверками:
- Проверкой по плотности. При 200С плотность трансформаторного масла должна быть не выше 895 кг/м3. В противном случае вероятно, что в масле содержится избыток воды. При понижении температуры она кристаллизуется, а лёд может спровоцировать электрический пробой;
- Проверкой по вязкости, при этом для масляных выключателей этот параметр ограничен значениями от 3,5 мм2/с для температур до 400С, до 150 мм2/с при температурах до 1500С;
- Проверкой на температуру воспламенения. Для трансформаторных узлов и систем, постоянно эксплуатируемых при пониженных температурах, показатель должен быть не ниже 100…1200С. Это исключает потребность в подогреве ёмкостей с трансформаторным маслом;
- Проверкой по температуре застывания. Устанавливается в пределах -30…-650С (последнее – для районов Крайнего Севера);
- Проверкой на электроизоляционные свойства, критерием которых является значение тангенса угла диэлектрических потерь. Его значение должно быть в пределах 0,020…0,045;
- Проверкой по напряжению пробоя, которое не должно быть ниже 35…40 кВ;
- Проверкой на стабильность окисления, которое выражается в полном отсутствии ионола в масле за определённое время. Регенерированным считается трансформаторное масло, для которого указанный показатель составил не менее 25…30 ч;
Кроме того, в процессе утилизации б/у масла хроматографический анализ контролирует также содержание в нём ароматических углеводородов, показатели поверхностного натяжении я и значения упругости насыщенных паров. Они являются дополнительными показателями качества регенерации. В частности, поверхностное натяжение определяет процент свободной или связанной воды, упругость насыщенных паров – качество дегазации масла, а содержание ароматических углеводородов – гигроскопичность масла и его способность растворять антиокислительные присадки.
Методика и последовательность хроматографического анализа регенерированного трансформаторного масла изложена в ГОСТ 11257.
