Oli transformator — tujuan, aplikasi, karakteristik

Minyak transformator adalah fraksi minyak sulingan, yaitu minyak mineral. Itu diperoleh dengan penyulingan minyak, di mana fraksi ini mendidih pada suhu 300-400 ° C. Tergantung pada tingkat bahan bakunya, sifat minyak transformator berbeda. Minyak tersebut memiliki komposisi hidrokarbon yang kompleks dengan berat molekul rata-rata berkisar antara 220 hingga 340 amu. Tabel menunjukkan komponen utama dan persentasenya dalam komposisi minyak trafo.

Sifat minyak trafo sebagai isolator listrik sangat ditentukan oleh nilainya tangen kerugian dielektrik… Oleh karena itu, keberadaan air dan serat dalam oli sama sekali tidak termasuk, karena kotoran mekanis memperburuk indikator ini.

Temperatur aliran keluar oli trafo adalah dari -45 ° C dan lebih rendah, hal ini penting untuk memastikan mobilitasnya dalam kondisi pengoperasian suhu rendah. Viskositas oli terendah berkontribusi pada pembuangan panas yang efektif, bahkan pada suhu 90 hingga 150 ° C jika terjadi wabah.Untuk berbagai merek oli, suhu ini bisa 150 ° C, 135 ° C, 125 ° C, 90 ° C, tidak lebih rendah.

Sifat yang sangat penting dari minyak trafo adalah kestabilannya dalam kondisi oksidasi; minyak transformator harus mempertahankan parameter yang diperlukan untuk jangka waktu operasi yang lama.

Mengenai RF khususnya, semua merek minyak trafo yang digunakan dalam peralatan industri harus dihambat oleh ionol aditif antioksidan (2,6-di-tert-butylparacresol, juga dikenal sebagai agidol-1). Aditif berinteraksi dengan radikal peroksida aktif yang terjadi dalam rantai reaksi oksidasi hidrokarbon. Dengan demikian, minyak transformator yang terhambat memiliki periode induksi yang jelas selama oksidasi.

Minyak yang rentan aditif mengoksidasi perlahan pada awalnya karena rantai oksidasi yang dihasilkan diputus oleh inhibitor. Saat aditif habis, oli teroksidasi dengan kecepatan normal seperti tanpa aditif. Semakin lama periode induksi oksidasi minyak, semakin tinggi efektivitas aditif.

Sebagian besar keefektifan aditif terkait dengan komposisi hidrokarbon minyak dan adanya pengotor non-hidrokarbon yang mendorong oksidasi, yang dapat berupa basa nitrogen, asam minyak bumi, dan produk oksidasi minyak yang mengandung oksigen.

Ketika distilat minyak bumi dimurnikan, kandungan aromatik berkurang, inklusi non-hidrokarbon dihilangkan, dan akhirnya stabilitas minyak transformator yang dihambat ionol ditingkatkan. Sementara itu, ada standar internasional "Spesifikasi minyak isolasi minyak bumi segar untuk transformator dan pemutus sirkuit".

Minyak transformator mudah terbakar, dapat terurai secara hayati, hampir tidak beracun dan tidak merusak lapisan ozon. Kepadatan minyak transformator bervariasi dari 840 hingga 890 kilogram per meter kubik. Salah satu sifat yang paling penting adalah viskositas. Semakin tinggi viskositas, semakin tinggi kekuatan dielektriknya. Namun, untuk operasi normal di transformator daya dan pada pemutus sirkuit, oli tidak boleh terlalu kental, jika tidak pendinginan transformator tidak akan efektif dan pemutus sirkuit tidak akan dapat memutus busur dengan cepat.

Di sini diperlukan trade-off dalam hal viskositas. Biasanya viskositas kinematik pada 20 °C, sebagian besar minyak trafo berkisar antara 28 hingga 30 mm2/dtk.

Sebelum mengisi perangkat dengan oli, oli dimurnikan dengan perlakuan vakum termal dalam. Menurut dokumen panduan ini "Cakupan dan Standar Pengujian Peralatan Listrik" (RD 34.45-51.300-97), konsentrasi udara dalam minyak trafo yang dituangkan ke dalam nitrogen atau trafo berpelindung film, dalam trafo pengukur tersegel dan busing tersegel tidak boleh lebih tinggi dari 0,5 (ditentukan dengan kromatografi gas), dan kadar air maksimum adalah 0,001% berat.

Untuk transformator daya tanpa pelindung film dan untuk busing permeabel, kadar air tidak lebih dari 0,0025% massa diperbolehkan. Adapun kandungan pengotor mekanis yang menentukan kelas kemurnian oli, tidak boleh lebih buruk dari yang ke-11 untuk peralatan dengan tegangan hingga 220 kV dan tidak lebih buruk dari yang ke-9 untuk peralatan dengan tegangan -lebih tinggi dari 220 kV . Tegangan tembus, tergantung pada tegangan operasi, ditunjukkan pada tabel.

Saat oli diisi, tegangan tembusnya 5 kV lebih rendah dari oli sebelum mengisi peralatan. Diperbolehkan untuk mengurangi kelas kemurnian sebesar 1 dan meningkatkan persentase udara sebesar 0,5%.

Kondisi oksidasi (metode untuk menentukan stabilitas — menurut GOST 981-75)

Titik kebocoran oli ditentukan dengan pengujian di mana pipa dengan oli tersegel dimiringkan pada 45 ° dan oli tetap pada level yang sama selama satu menit. Untuk minyak segar, suhu ini tidak boleh lebih rendah dari -45 °C.

Parameter ini adalah kunci untuk sakelar oli… Namun, zona iklim yang berbeda memiliki persyaratan titik tuang yang berbeda. Misalnya, di wilayah selatan diperbolehkan menggunakan minyak trafo dengan suhu penuangan -35 ° C.

Bergantung pada kondisi pengoperasian peralatan, standarnya mungkin berbeda, mungkin ada beberapa penyimpangan. Misalnya, jenis minyak transformator Arktik tidak boleh mengeras pada suhu di atas -60 ° C, dan titik nyala turun menjadi -100 ° C (titik nyala adalah suhu di mana minyak yang dipanaskan menghasilkan uap yang mudah terbakar bila bercampur dengan udara ). .

Pada prinsipnya, suhu penyalaan tidak boleh lebih rendah dari 135 ° C. Karakteristik seperti suhu penyalaan (oli menyala dan terbakar selama 5 detik atau lebih) dan suhu penyalaan sendiri (pada suhu 350-400 ° C, minyak menyala bahkan dalam wadah tertutup dengan adanya udara).

Minyak transformator memiliki konduktivitas termal 0,09 hingga 0,14 W / (mx K) dan menurun dengan meningkatnya suhu.Kapasitas panas meningkat dengan meningkatnya suhu dan bisa dari 1,5 kJ / (kg x K) hingga 2,5 kJ / (kg x K).

Koefisien muai panas terkait dengan standar ukuran tangki ekspansi, dan koefisien ini berada di wilayah 0,00065 1 / K. Resistansi minyak trafo pada 90 ° C dan dalam kondisi tekanan medan listrik 0,5 MV / m dalam hal apa pun tidak boleh lebih tinggi dari 50 Ghm * m.

Selain viskositas, ketahanan minyak menurun dengan meningkatnya suhu. Konstanta dielektrik — dalam kisaran 2,1 hingga 2,4. Garis singgung sudut kerugian dielektrik, seperti yang disebutkan di atas, terkait dengan adanya pengotor, sehingga untuk minyak murni tidak melebihi 0,02 pada 90 ° C dalam kondisi frekuensi medan 50 Hz, dan dalam minyak teroksidasi dapat melebihi 0,2 .

Kekuatan dielektrik minyak diukur selama uji kerusakan 2,5 mm dengan diameter elektroda 25,4 mm. Hasilnya tidak boleh lebih rendah dari 70 kV dan kemudian kekuatan dielektrik setidaknya 280 kV / cm.

Terlepas dari tindakan yang diambil, minyak transformator dapat menyerap gas dan melarutkannya dalam jumlah yang signifikan. Dalam kondisi normal, 0,16 mililiter oksigen, 0,086 mililiter nitrogen, dan 1,2 mililiter karbon dioksida mudah larut dalam satu sentimeter kubik minyak. Jelas oksigen akan mulai teroksidasi sedikit. Sebaliknya, jika gas dilepaskan, ini adalah tanda cacat koil. Jadi, karena adanya gas yang terlarut dalam minyak trafo, cacat pada trafo terungkap dengan analisis kromatografi.

Masa pakai trafo dan oli tidak berhubungan langsung, jika trafo dapat bekerja dengan andal selama 15 tahun, disarankan agar oli dibersihkan setiap tahun dan dibuat ulang setelah 5 tahun. Untuk mencegah penipisan sumber daya minyak dengan cepat, langkah-langkah tertentu disediakan, yang penerapannya akan secara signifikan memperpanjang masa pakai minyak trafo:

• Pemasangan ekspander dengan filter untuk menyerap air dan oksigen, serta gas yang dipisahkan dari minyak;

• Menghindari minyak kerja yang terlalu panas;

• Pembersihan berkala;

• Filtrasi oli terus menerus;

• Pengenalan antioksidan.

Suhu tinggi, reaksi minyak dengan kabel dan dielektrik semuanya mendorong oksidasi, yang dimaksudkan untuk dicegah oleh suplemen antioksidan yang disebutkan di awal. Namun pembersihan rutin tetap diperlukan. Pembersihan oli berkualitas tinggi mengembalikannya ke kondisi yang dapat digunakan.

Apa yang bisa menjadi alasan penarikan minyak trafo dari layanan? Ini bisa berupa kontaminasi oli dengan zat permanen, yang keberadaannya tidak menyebabkan perubahan oli yang dalam, dan kemudian cukup melakukan pembersihan mekanis. Secara umum, ada beberapa metode pembersihan: mekanis, termofisika (distilasi) dan fisikokimia (adsorpsi, koagulasi).

Jika terjadi kecelakaan, tegangan tembus turun tajam, endapan karbon muncul, atau analisis kromatografi terungkap masalah, minyak trafo dibersihkan langsung di trafo atau di saklar, cukup dengan memutus perangkat dari jaringan.

Masa pakai oli dalam transformator dapat diperpanjang dengan menggunakan aditif antioksidan, filter termosiphon, dll. Namun, semua itu tidak mengesampingkan kebutuhan untuk meregenerasi oli bekas.

Oleh karena itu, tugas regenerasi limbah minyak adalah mendapatkan regenerasi yang dimurnikan dengan baik yang memenuhi semua standar minyak segar. Menstabilkan zat regenerasi yang tidak stabil dengan menambahkan minyak segar atau aditif antioksidan memungkinkan untuk menggunakan metode paling sederhana dan paling terjangkau untuk meregenerasi minyak trafo bekas.

Saat meregenerasi oli transformator, penting untuk mendapatkan regeneran yang dimurnikan dengan baik, terlepas dari metode regenerasi dan tingkat penuaan oli, dan stabilisasi, jika oli memiliki stabilitas rendah, harus dilakukan secara artifisial - dengan menambahkan oli segar atau menambahkan dengan efek stabilisasi tinggi, efektif untuk minyak regenerasi.

Saat meregenerasi minyak trafo bekas, diperoleh hingga 3 fraksi minyak dasar untuk persiapan minyak komersial lainnya, seperti motor, hidrolik, minyak transmisi, cairan pemotong dan gemuk.

Rata-rata, setelah regenerasi, 70-85% minyak diperoleh, tergantung pada metode teknologi yang diterapkan. Regenerasi kimia lebih mahal. Saat meregenerasi minyak trafo, dimungkinkan untuk mendapatkan hingga 90% minyak dasar dengan kualitas yang sama dengan minyak segar.

Selain itu

Pertanyaan

Apakah mungkin mengeringkan oli di trafo yang berfungsi dengan mengangkat penutupnya dalam cuaca kering? Apakah air akan menguap dari minyak atau sebaliknya minyak akan menjadi lembab?

Menjawab

Oli kering dengan tegangan tembus 40-50 kV mengandung seperseribu persen kelembapan. Untuk melembabkan oli, yang ditandai dengan penurunan kekuatan penguraian oli hingga 15 - 20 kV, diperlukan seperseratus persen kelembapan.

Pada transformator yang memiliki komunikasi bebas dengan udara atmosfer melalui ekspander (atau di bawah penutup), terjadi pertukaran uap air secara terus menerus dengan udara. Jika suhu oli menurun dan kadar air di dalamnya lebih sedikit daripada di udara, oli menyerap kelembapan dari udara sesuai dengan hukum tekanan parsial uap air. Dengan cara ini, tegangan tembus oli berkurang.

Pertukaran kelembapan juga terjadi antara oli dan insulasi trafo (kapas, bakelite) yang ditempatkan di dalam oli. Kelembaban bergerak dalam isolasi dari bagian yang panas ke bagian yang dingin. Jika transformator memanas, kelembapan berpindah dari isolasi ke oli, dan jika mendingin, sebaliknya.

Karena kelembapan udara tinggi selama bulan-bulan musim panas, tegangan tembus oli berkurang dengan pertukaran kelembapan bebas dibandingkan dengan bulan-bulan musim dingin.

Di musim dingin, ketika kelembapan udara paling rendah dan perbedaan suhu antara udara dan oli paling besar, oli agak mengering. Di musim panas, ketika lonjakan petir lebih cenderung mempengaruhi isolasi trafo, kekuatan tembus minyak trafo berada pada titik terendah ketika seharusnya berada pada titik tertinggi.

Untuk menghilangkan pertukaran kelembaban bebas antara udara dan minyak, pengering udara dengan segel minyak digunakan.

Jadi, ketika penutup trafo terbuka, pengeringan atau pembasahan oli dapat terjadi.

Oli akan mengering lebih baik dalam cuaca beku ketika udara mengandung kelembapan paling sedikit dan ada perbedaan suhu terbesar antara oli dan udara. Tetapi pengeringan seperti itu tidak efisien dan efektif, sehingga tidak digunakan dalam praktiknya.