3. Защита трансформаторного масла
Одним из самых капризных элементов масляного трансформатора является само масло. Оно должно удовлетворять ряду жестких требований.
Диэлектрическая прочность должна быть для аппаратов:
до 15 кВ включительно - 30 кВ,
от 15 до 35 кВ - 35 кВ,
от 60 до 220 КБ - 45 кВ,
от 330 до 500 кВ - 55 кВ,
750 кВ - 60 кВ.
Испытания проводятся в стандартном сосуде, содержащем полусферические электроды с расстоянием 2 мм.
Кислотное число: в 1 г масла не должно быть больше 0,03 мг КОН.
Температура вспышки не должна быть ниже 135°С.
Вязкость кинематическая, сСт, при 20°С - не более 30,
при 50°С - не более 9.
Температура застывания не выше -50°С.
Тангенс угла диэлектрических потерь в % не более: при 20°С - 0,2%, при 70°С - 2,0%.
Здесь приведены только некоторые требования к маслу согласно ТУ 38-101-281-72. Для различных типов масел, масел разных заводов из нефти разного происхождения существуют различные нормы. Поставка свежего масла с завода обычно сопровождается соответствующим сертификатом на него. Масло неизвестного происхождения без документов использовать ни в коем случае нельзя: во-первых, его параметры и состав могут не подходить к данным условиям; во-вторых, смешение двух различных масел, по отдельности даже очень хороших, может привести к полной потере качества смеси масел.
Основным врагом масла является влага, опасен маслу и кислород воздуха. Поэтому масло в трансформаторах отделяют от воздуха различными затворами и обезвоживают перед заливкой в трансформатор, посла заливки, а также во все время работы трансформатора.
В процессе работы трансформатор нагревается, при отключении охлаждается. Это сопровождается изменением объема масла в трансформаторе. При расширении масло вытесняется в маслорасширитель (рис.3), который соединен о верхней крышкой бака трансформатора. Объем расширителя должен быть достаточным, чтобы принять нагретое масло. Необходимый объем расширителя вычисляется по следующей формуле:
,
где 
(м3) - объем масла в трансформаторе;
=0,0007 - температурный коэффициент расширения масла;
(°С)=65-70°С - температура горячего масла;
(°С)= -35 - -40°С - минимальная температура воздуха зимой.
Рис.3. Расширитель трансформатора: а - продольный разрез по расширителю, б - вид сбоку. 1 - трубка маслоуказателя; 2 - дыхательный конец трубки маслоуказателя; 3 - дыхательная трубка расширителя; 4 - патрубок для присоединения к трансформатору; 5 - пробка заливочного отверстия; 6 - отстойник масла для сбора осадка; 7 - выхлопная труба; 8 - предохранительная диафрагма (рвется или ломается при повышении давления); 9 - трубка, соединяющая выхлопную трубу и расширитель; 10 - сливной краник; II - газовое реле; 12 - бак трансформатора
Если принять перепад температур в 100-110°С, то полезный объем расширителя должен быть 7-8%, а полный объем - 8-9% объема масла в трансформаторе.
На расширителе есть маслоуказателъ в виде стеклянной трубки или прибора с круглой шкалой, кинематически связанный с поплавком внутри расширителя.
В любом случае на маслоуказателе нанесены три черты, соответствующие уровням масла при температурах -35°; +15°; +35°С.
Азотная защита трансформаторного масла
Трансформатор герметизирован полностью. Воздух заменен сухим азотом. Избыточный азот при расширении масла вытесняется в эластичную емкость (рис.4).
Объем емкости для расширения азота выбирается из расчета
(м3),
где 
(т) - масса масла в трансформаторе.
 |
Рис.4. Азотная защита трансформатора: А - азот, 1-бак трансформатора, 2 - газовое реле, 3 - расширитель, 4 - термосифонный осушитель, 5- запорный вентиль, 6 - емкость для эластичного мешка с азотом |
Со временем масло насыщается азотом. Это не безвредно для изоляции трансформатора: при нагревании выделяются пузырьки азота, которые могут сильно ухудшить диэлектрическую прочность изоляции.
Пленочная защита трансформаторного масла
Наиболее совершенной является пленочная защита масла трансформатора. Расширитель изготавливается разъемным. Он наполняется маслом точно до разъема и накрывается маслостойкой пластиковой пленкой. Пленка собрана в складки., .При расширении масла пленка надувается пузырем, но с каким-либо газом масло в соприкосновение не приходит, и его качество (дегазованность) сохраняется полностью (рис.5).
Рис.5. Пленочная зашита трансформаторного масла: Кр. Тр-ра - крышка трансформатора; ГР -газовое реле; Р -расширитель; М - масло; В - воздух; П - пленка, разделяющая масло и воздух
| а) | б) | в) | г) |
Рис.5. Термосифоны для сушки масла трансформатора: а - установка термосифона, б-г - конструкции термосифонов на 10 - 200 кг адсорбента силикагеля. I - бак трансформатора; 2 - расширитель; 3 - газовое реле; 4 - термосифонный фильтр; 5 - воздухоосушителъ на. дыхательной трубке
Защита масла от увлажнения выполняется посредством термосифонных фильтров ТСФ (рис.5). ТСФ - это сосуд, наполненный адсорбентом - обычно силикагелем или алюмогелем - веществом, впитывающим в свои поры влагу, но не вступающим с ним в химическую реакцию. Когда силикагель насытится водой, его заменяют на свежий, а влажный сушат при 400-500°С.
В адсорбент добавляется 3% хлористого кобальта. Его нормальный цвет - голубой. При насыщении силикагеля влагой индикатор становится розовым. За цветом индикатора можно наблюдать через окно ТСФ.
Количество адсорбента - около 1% масла в трансформаторе. Для мощных трансформаторов - 0,75%.
Масло циркулирует через ТСФ естественным путем: горячее масло поступает сверху ТСФ и, остывая, опускается вниз, отдавая по пути влагу силикагелю.
6. Защита трансформаторного масла от окисления
Одним из врагов масла является кислород. Он разлагает масло и окисляет его. Продукты окисления ухудшают диэлектрические свойства масла.
Для защиты масла применяются антиокислителъные присадки. Применяется присадка 2,6-дитретичный бутилпаракрезол (ДБПК). Хорошие результаты даст пирамидон в количестве 0,32% массы масла. Срок службы масла увеличивается до 4-5 лет.
