Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Регенерация трансформаторных масел

Стендовые испытания регенерированных масел - Регенерация трансформаторных масел

Оглавление
Регенерация трансформаторных масел
Сведения о составе трансформаторных масел
Классификация трансформаторных масел
Старение масла в процессе эксплуатации
Физические методы регенерации трансформаторных масел
Сушка масла
Регенерация кислотно-контактным методом
Регенерация с применением водных растворов щелочных реагентов
Адсорбционная очистка
Активация адсорбентов газообразным аммиаком
Качество масел, регенерированных адсорбционным методом
Восстановление отработанных адсорбентов
Применение ионообменных смол для регенерации трансформаторных масел
Опыт регенерации трансформаторных масел из сернистых нефтей
Установки для кислотно-контактной очистки
Установки для щелочной очистки
Установки для адсорбционной очистки
Стабилизация антиокислительными присадками
Стабилизация свежими маслами
Стендовые испытания регенерированных масел
Регенерация масла в высоковольтном оборудовании
Регенерация масла в трансформаторах
Регенерация масла в трансформаторах с применением газообразного аммиака
Литература

Степень пригодности трансформаторных масел (как свежих, так и регенерированных) для длительной и надежной эксплуатации в трансформаторах определяется совокупностью следующих методов: лабораторное определение физико-химических констант и показателей, характеризующих эксплуатационные свойства масел, стендовые и эксплуатационные испытания. Эксплуатационные испытания трансформаторных масел в реальных трансформаторах организовать чрезвычайно сложно, так как для надежной оценки качества масел требуется длительное время (5—10 лет). Кроме того, практически невозможно подобрать для эксплуатации трансформаторы, которые работали бы в строго идентичных условиях. Полученные при этом результаты могут зависеть от режимов, нагрузки, материалов, из которых изготовлены трансформаторы, и т. д.
В технические требования на качество трансформаторных масел включен лишь один показатель, непосредственно оценивающий поведение масла в эксплуатации, — стабильность против окисления, определяемый по методам ВТИ — ВНИИ НП и ОРГРЭС. Такие важные эксплуатационные характеристики, как влияние масла на твердую изоляцию и металлы и др., в технических нормах на масла отсутствуют. Принятые лабораторные методы оценки стабильности трансформаторных масел не воспроизводят в достаточной степени условия их старения при эксплуатации и поэтому могут дать результаты, отличные от полученных на практике, особенно для масел с присадками. Поэтому заключительной стадией оценки качества трансформаторного масла, дающей возможность рекомендовать его для эксплуатации, считают стендовые испытания в небольших специально оборудованных трансформаторах.
В настоящее время для оценки качества регенерированных трансформаторных масел, позволяющей обосновать методы и технологию регенерации масел различного происхождения (из малосернистых и сернистых нефтей), подобрать и установить оптимальную концентрацию стабилизирующих добавок, применяют следующий комплекс типовых испытаний. Первым этапом являются лабораторные исследования. Они включают определение основных физикохимических и электрофизических свойств масла, а также стабильности по принятым методам (ВТИ — ВНИИ НП и ОРГРЭС). В случае получения нестабильного регенерированного масла проводят подбор стабилизирующих добавок и восстановление стабильности до норм ГОСТ. Отобранные в результате таких испытаний регенерированные (или стабилизированные) масла подвергают испытаниям в специальных трансформаторах для окончательной оценки.
Метод испытания масел на специальных высоковольтных трансформаторах получил название стендовых испытаний. Этот метод, дающий возможность исследовать старение масел в присутствии твердых электроизоляционных материалов, при наличии электрического поля и форсированных режимах окисления (повышение температуры до 85° С), служит связующим звеном между оценкой качества масел лабораторным путем и многолетней проверкой поведения их в эксплуатации.
Для проведения стендовых испытаний используются специально сконструированные силовые трансформаторы (типа ОМ 1,2/10), вмещающие около 30 л масла [53]. С целью воспроизведения реальных условии работы масла трансформаторы эксплуатируются в нагрузочном режиме. Масло нагревают путем включения опытного трансформатора па параллельную работу с трансформатором такого же типа, но с иным коэффициентом трансформации, работающим как нагрузочный. При этом вторичные обмотки каждой пары трансформаторов замыкают накоротко. Каждая пара трансформаторов нагревается, таким образом, уравнительными токами, возникающими в обмотках при включении по методу «взаимной нагрузки». Дополнительный нагрев каждого из трансформаторов (для доведения температуры масла в верхних слоях до 85СС) осуществляется включением индукционного нагрева бака. В случае изменения температуры Масла автоматическая система подключает и отключает каждую пару трансформаторов. Заданная температура масла (85° С) поддерживается с точностью ± 0,5° С. Трансформаторы установлены в камере в два ряда на стеллажах. Дверь камеры снабжена блокирующим устройством, которое при открывании двери отключает напряжение, питающее стенд.
Для оценки степени старения изоляции и проверки на коррозию металлов внутри бака трансформаторов на уровне обмотки со стороны выводов низкого напряжения помещают деревянный штатив, на который натягивают десять полосок кабельной бумаги размером 15 X 150 X 0,2 мм, десять полосок хлопчатобумажной изоляции (киперной ленты) 20 X 150 мм, а также но три полоски из меди  железа 30 X 150 X 0,3 мм. По уменьшению механической прочности бумажных и хлопчатобумажных материал он судят о степени воздействия масла на них в процессе эксплуатации, а по изменению массы металлических пластинок — о коррозионной агрессивности масла.

В высоковольтных стендах имеется возможность наблюдать процесс окисления (старения) масел. Периодически, через 240, 480, 720 и 1000 ч из трансформаторов отбирают пробы масел и определяют основные физико-химические показатели: кислотное число, содержание водорастворимых кислот, оптическую плотность, осадок и тангенс угла диэлектрических потерь. По окончании испытания проводят полную разборку и ревизию трансформаторов, а также определяют относительное удлинение при разрыве для образцов твердой изоляции, находившихся в масле, и коррозию медных пластин за время испытания. Сходимость результатов при стендовых испытаниях вполне удовлетворительная, расхождения между данными испытаний в параллельных трансформаторах не превышают по кислотному числу 5%, по тангенсу угла диэлектрических потерь масла 11%, по оптической плотности (цвету) 8% и по данным, оценивающим старение бумаги, 5%.

Стендовые испытания регенерированных масел из малосернистых нефтей

Всесоюзная контора «Реготмас» совместно с ДВЛ Мосэнерго, Всесоюзным электротехническим институтом им. В. И. Лепина и электрозаводом им. В. В. Куйбышева в 1967 —1968 гг. провела на высоковольтных трансформаторах (ЦВЛ Мосэнерго) стендовые испытания регенерированных и стабилизированных масел в сравнении со свежими маслами.
Для стендовых испытаний были подготовлены образцы трансформаторных масел, регенерированных адсорбционным методом. Проведенные в лабораторных условиях систематические исследования влияния различных технологических факторов на качество регенерированного масла позволили получить данные, обусловившие выбор подходящего адсорбента, его оптимальную концентрацию, а также температуру и продолжительность процесса. С учетом этих данных и опыта адсорбционной очистки масел на практике была проведена регенерация отработанных трансформаторных масел на серийных маслорегенерационных установках типа РТМ-200 и РИМ-62.
Отработанное трансформаторное масло из малосернистых нефтей с кислотным числом 0,17 мг КОН /г было регенерировано с применением силикагеля, неактивированного (5%) и активированного газообразным аммиаком (2,5%), и отбеливающей глины (7%). Полученные при этом масла, а также масла, содержащие стабилизирующие добавки, послужили основными объектами исследования (табл. 51). Для проведения стендовых испытаний были выбраны такие присадки, производство которых уже налажено или намечено на ближайшие годы, — ионол, НГ-2246, антраниловая кислота и дисалицилиденэтилендиамин (ДСЭА). Для повышения стабильности регенерированного масла применяли также добавку свежего масла в количестве 30%.

Таблица 51 Качество регенерированных малосернистых трансформаторных масел, взятых для стендовых испытаний *

* Кислотное число отработанного масла 0,17 КОЦ/г,

Длительные стендовые испытания регенерированных и стабилизированных трансформаторных масел в специальных высоковольтных трансформаторах показали (табл. 52), что при использовании для регенерации масел из малосернистых нефтей силикагеля, активированного газообразным аммиаком (расход его вдвое меньше, чем неактивированного), основные физико-химические показатели масла и состояние твердой изоляции оказались не хуже, чем в случае масла, восстановленного неактивированным силикагелем (5% на масло). Однако тангенс угла диэлектрических потерь масла в первом случае был несколько выше.
Дополнительные эксперименты показали, что при увеличении расхода активированного адсорбента до 3,5% или при доочистке масла неактивированным адсорбентом (например, отбеливающей глиной) в количестве   1 % тангенс угла диэлектрических потерь регенерированного масла может быть существенно снижен (с 2,5—3,5 до 1% при 70° С). Тангенс угла диэлектрических потерь регенерированного масла снижается вследствие более полного удаления растворенных в масле мыл. Таким образом, при использовании активированного аммиаком силикагеля имеется возможность снизить расход адсорбента при регенерации без ухудшения таких показателей, как тангенс угла диэлектрических потерь и стабильность масла. По химической стабильности и диэлектрическим показателям регенерированное малосернистое масло не уступает свежему трансформаторному маслу без присадки (типа ТК). Стабильность смеси регенерированного малосернистого масла и свежего трансформаторного масла типа ТК (соотношение компонентов 7 : 3) даже выше, чем свежего трансформаторного масла.
Положительные результаты получены также при испытании на высоковольтных трансформаторах регенерированных масел, стабилизированных ионолом и антраниловой кислотой.
Проведенные дополнительные стендовые испытания регенерированного масла (исходное отработанное масло с кислотным числом 0,6 мг КОН/г) с 0,4% ионола позволили заключить, что его физикохимические показатели изменились примерно в той же степени, как и в случае свежего малосернистого масла или регенерированного, полученного из отработанного масла с кислотным числом 0,2 мг КОН/г. Изменение кислотного числа водорастворимых кислот и оптической плотности при окислении масла в высоковольтных трансформаторах приведено в таблице на стр. 138.
Стендовые испытания показали возможность восстановления глубоко окисленных масел адсорбционным методом с применением газообразного аммиака для активации адсорбента, а также возможность применения присадки ионол (0,4%) для их стабилизации. При стендовых испытаниях в сравнимых условиях установлено, что срок службы регенерированных масел из малосернистых нефтей, полученных на серийных маслорегенерационных установках с применением адсорбционного метода, в том числе и с присадками, не меньше, чем свежего трансформаторного масла ТК без присадки (по ГОСТ 982—68). При смешении регенерированного малосернистого трансформаторного масла со свежим маслом ТК в соотношении 7 : 3 стабильность смеси выше стабильности ее компонентов.

Таблица 62. Результаты стендовых испытаний малосернистых трансформаторных масел *


Способ регенерации и стабил-
изирующая добавки

Вязкость при 20° С, сст

Кисл-
отное число, мг КОН/г

Число омыления, мг КОН/г

Опти-
ческая плот-
ность

Содержание

Тангенс угла диэл-
ектри-
ческих потерь,

Относи
тельное
удлинение
при
разрыве,
%

Коррозия меди, г/м*

Внешний вид обмотки, крышки бака трансформатора

меха-
нических примесей, %

асфаль-
тинов, %

водо-
раство-
римых кислот, мг КОН/г

при 20° С

при 70° С

бумаги

ленты

Обработка 5% неак- тивир-
ованного силикагеля **
без присадки

26 М

0,12

0,670

0,605

0,0192

0,0322

0,006

0,16

1,31

48,8

47,0

-0,30

Обмотка светлая; на крышке и дне бака следы осадка

с 0,4% ионола

26,39

0,13

0,835

0,750

0,006

0,008

0,006

0,22

1,80

53.0

55,0

-0,44

Обмотка потемнела; на крышке явного осадка, на дне — следы

с 0,1% иг-2246

27,21

0,16

0,552

.1,800

0,0021

0,0076

0,016

1,29

11,80

-1.8,0

32,0

—0,12

Обмотка и масло приобрели красноватый оттенок; на дне осадка нет

с 0,05% антра-
ниловой кислоты

27,21

0,08

0,310

0,511

0,0084

0,0036

0,003

0,34

2,30

26,0

43,0
,

-0,30

Обмотка слегка потемнела

с 0,2% АзНИИ-11 и 0,04% ДСЭА

26,97

0,27

-

1,390

0,0274

0,0406

0,029

-

-

52,5

 

61,0

 

-0,73

на крышке и дне осадка нет
Обмотка черного цвета; на крышке осадка нет, на дне обильный осадок

с 30% малосернистого масла без присадки

26,17

0,08

0,276

0,470

0,0096

0,0028

0,004

0.31

1,74

11,2

25,0

-0,17

Обмотка светлая; на крышке осадка нет, на дне — следы

Обработка 2,5% силикагеля, активированного аммиаком
без присадки

26,49

0,24

0.821

1,100

0,0600

0,0180

0,039

0,38

2,2

37,0

60,0

-0,22

Обмотка слегка потемнела; на крышке и дне следы осадка

с 0,4% ионола

26,83

0,10

0,754

0,680

0,0082

0,0012

0,003

0,49

2,96

28,0

41,0

-0,33

Обмотка светлая; на крышке немного осадка, на дне осадка нет

Обработка отбеливающей глиной, с 0,4% ионола

26,61

0,20

0,787

0,930

0,0124

0,0034

0,034

0,28

2,10

55,0

52,0

-0,13

Обмотка темная; на крышке и дне обильный осадок

* Натровая проба 4 балла.
** Кислотное число отработанного масла 0,17 мг КОН/г,

Продолжительность работы, ч

о

 240

480

720

1000

Кислотное число, мг КОН/г   

0,02

0,036

0,11

0,13

0,221

Оптическая плотность     

 0,04

0,10

0,2

Содержание водорастворимых кислот,

 

 

 

 

 

мг КОН/г

0,004

0,02

0,025

0.026

0,039

Относительное удлинение при разрыве, %

 

 

 

 

 

бумаги  

.—

56,8

киперной ленты    

44,7

Коррозия меди,       

0.13

Стендовые испытания регенерированных масел из сернистых нефтей

В/К «Реготмас» совместно с ВНИИ НП в 1969—1970 гг. провели стендовые испытания регенерированных трансформаторных масел из сернистых нефтей. Исходным маслом для регенерации было трансформаторное масло из сернистых нефтей фенольной очистки, работавшее с 1962 г. на трансформаторах электрической подстанции. Данные, характеризующие качество регенерированных и стабилизированных трансформаторных масел, приведены в табл. 53.
Испытания проводились на специальных стендах конструкции ВНИИ НП, состоящих из силовых трансформаторов типа ОМ 0,66/6 емкостью 12 л каждый, снабженных системой регулирования температуры и подачи кислорода. Для уменьшения срока испытаний процесс старения интенсифицировали путем подогрева масла до 95° С, насыщения его кислородом и циркуляции масла в электрическом поле. Окисление масла проводилось в две стадии: первые 100 ч кислород подавали в трансформаторы круглосуточно, в течение последующих 650 ч — по 7 ч в сутки. Общая продолжительность испытаний 750 ч. Для оценки влияния масла и продуктов его старения на изоляционные материалы и медь в испытуемое масло помещали штатив с прикрепленными к нему полосками киперной ленты и кабельной бумаги, а также пластинку из электролитической меди.
Результаты испытаний оценивали по внешнему виду ленты и бумаги и относительному  удлинению при разрыве, а также по физико-химическим показателям окисленного масла. Коррозионную агрессивность окисленного масла определяли по потере массы медной пластинки (в е/м2) и ее внешнему виду. Результаты стендовых испытаний регенерированных сернистых масел с присадкой ионол (0,2%) приведены в табл. 54. Для сопоставления приведены также данные стендовых испытаний «эталонного» масла — товарного трансформаторного из сернистых нефтей по ГОСТ 10121—62.

Таблица 53. Качество регенерированных сернистых трансформаторных масел, взятых для стендовых испытаний
Качество регенерированных сернистых трансформаторных масел, взятых для стендовых испытаний
Таблица 54* Результаты испытаний и а высоковольтных трансформаторах регенерированных сернистых
трансформаторных масел фенольной очистки

Как видно из результатов длительных испытаний, все регенерированные масла (стабилизированные 0,2% ионола; ведут себя примерно одинаково и практически не уступают «эталонному» образцу свежего масла из сернистых нефтей. Наилучшими свойствами обладают масла, регенерированные адсорбционным методом (силикагелем), причем образец, регенерированный силикагелем, активированным газообразным аммиаком, окисляется в процессе испытаний значительно медленнее. Кислая реакция водной вытяжки у него наблюдается почти в 2 раза позднее, чем у образца, очищенного неактивированным силикагелем. Вместе с тем это масло характеризуется несколько повышенным осадкообразованием (0,006% после 750 ч окисления).
Несколько худшими эксплуатационными свойствами обладают масла, регенерированные щелочно-контактным и кислотно-контактным методами: у них сравнительно быстро появляется кислая реакция водной вытяжки, наблюдается склонность к осадкообразованию и повышенный выход водорастворимых кислот за 100 ч окисления. Необходимо отметить незначительный рост tg δ в процессе окисления масла, регенерированного кислотно-контактным методом, и его небольшую величину в конце испытания (0,2% через 750 ч).
Учитывая, что стендовые испытания регенерированных и стабилизированных масел имеют большое практическое значение в народном хозяйстве, следует продолжать работы по испытанию восстановленных трансформаторных масел (как малосернистых, так и сернистых) с целью создания единых технически обоснованных методов регенерации и стабилизации масел, а также технических норм на регенерированные масла.



 
« Рабочее место при монтаже силового электрооборудования   Рекомендации по учету руслового процесса при проектировании ЛЭП »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.