Трансформаторное масло (стр. 53 )

(рис. 12-6).

Рис. 12-5. Влияние концентрации ионола «а окисление трансформаторного масла из смеси Бакинских нефтей 1960 г.1 — масло без присадки; 2 — то же+0,2% ионола; 3 — то же+0,3% ионола; 4 — то же+0,5% ионола.

Заключительной стадией экспериментов, после которых новые масла или присадки к ним получают путевку в жизнь, являются стендовые испытания в небольших специально оборудованных трансформаторах. Если проводить сравнение с практикой испытаний смазочных моторных масел, то такой этап равноценен стадии испытаний масла в стендовых условиях на реальных двигателях.

Для трансформаторных масел организация эксплуатационных испытаний в полном смысле этого слова достаточно сложна, учитывая как значительный срок службы масла, определяемый годами, так и реальную невозможность подобрать для сравнения трансформаторы, которые работали бы в строго идентичных условиях.

Рис. 12-6. Окисление двух сортов трансформаторного масла в присутствии меди и без нее (температура окисления+95°С;

статические условия).

1-из сернистых нефтей (без меди); 2—из Бакинских нефтей (без меди); 3 — из сернистых нефтей (с медью); 4 - из Бакинских нефтей (с медью).

Следует заметить, что до последнего времени было принято считать результаты наблюдения за поведением масел в эксплуатации решающим критерием при оценке качества масла. Это было справедливо в условиях, когда, например, в течение 30—40 лет единственным сырьем для получения трансформаторных масел служили исключительно балаханская масляная нефть Бакинского месторождения и доссорская малопарафинистая нефть Эмбенского района.

Однако ценность таких данных в настоящее время представляется сомнительной. Данные эксплуатационных испытаний могут носить достоверный характер только в том случае, если они получены в результате математического анализа наблюдений за поведением масла в большом числе трансформаторов в течение достаточно продолжительного срока, определяемого 10—15 годами. При этом фактор неоднородности условий работы масла в различных трансформаторах после соответствующей математической обработки перестает оказывать влияние. Легко представить себе огромную трудоемкость такой работы и ее предолжительность. Возрастающий с каждым годом объем нефтепереработки приводит к тому, что даже при достаточно больших запасах индивидуальной нефти или определенной смеси нефтей качество нефтей, поступающих на данный нефтеперерабатывающий завод, меняется. Мы не говорим уже о постоянно совершенствуемой технологии очистки нефтепродуктов. В таких условиях длительные эксплуатационные испытания теряют смысл.

Если обобщения производятся на основании наблюдений за работой масла в 10—15 трансформаторах в течение 3—5 лет, то такие данные трудно считать достоверными.

Учитывая это положение, принято окончательную оценку качества трансформаторного масла производить на основании данных испытаний их в небольших трансформаторах. При этом должны приниматься во внимание результаты предыдущих лабораторных испытаний. Первый вариант стендового метода в СССР был создан в 1958 г. во ВТИ имени [Л. 12-6]. Старение масла осуществляют в небольшом понизительном трансформаторе (типа ОМ-0,66/6) емкостью по маслу около 12 л.

Трансформатор дополнительно оборудован выносным бачком (рис. 12-7). При испытании обмотка низкого напряжения включается под двойным напряжением 220 в, а концы обмотки высокого напряжения остаются погруженными в масло, причем один конец (под слоем масла) заземляется. Этим приемом достигается интенсификация электрического поля и разогрев масла до 70—80° С. Доведение температуры масла до требуемого уровня (95° С) осуществляется с помощью электроподогрева и поддерживается автоматически с точностью до ±0,5° С.

Через масло в выносном бачке периодически продувают кислород со скоростью 25 мл/мин, благодаря чему масло насыщается кислородом. Длительность опыта 750 ч; периодически отбирают пробы масла, на основании анализа которых судят о изменении масла в процессе окисления. По окончании опыта производится заключительный анализ масла, а также определяются коррозия медных пластин и изменение механической прочности образцов целлюлозной изоляции, находившихся в масле.

В табл. 12-5 приведены результаты испытания некоторых образцов трансформаторных масел на стенде ВТИ [Л. 12-7, 12-9].

На стенде Московского электрозавода и Мосэнерго [Л. 12-8] для проведения испытаний используются специально сконструированные небольшие силовые трансформаторы, вмещающие около 30 л масла (рис. 12-8). С целью воспроизведения реальных условий работы масла трансформаторы эксплуатируются в нагрузочном режиме.

Рис. 12-7. Схема трансформатора типа ОМ-0,66/6, переоборудованного для стендовых испытаний трансформаторных масел по методу ВТИ [Л. 12-7].

1 — бак трансформатора; 2—выносной бачок, в котором производится насыщение масла кислородом; 3 — выводы обмотки низкого напряжения; 4 — концы обмотки высокого напряжения; 5—основной нагревательный элемент под днищем бака; 6 — дополнительный нагревательный элемент; 7 — масло.

Нагрев масла осуществляется путем включения опытного трансформатора на параллельную работу с трансформатором такого же типа, но с иным коэффициентом трансформации. При этом вторичные обмотки каждой пары трансформаторов замыкаются накоротко (рис. 12-9). В таких условиях трансформаторы взаимно нагружаются током, циркулирующим в их обмотках. В трансформаторе с большим коэффициентом трансформации через 6—7 ч после включения устанавливается температура масла (в верхнем его слое), равная 90° С *. Такая температура получена в результате увеличения температурного градиента между медным проводом и маслом по сравнению с обычно существующими в трансформаторах значениями.

При условии, что температура окружающего воздуха равна +200 С

Испытания трансформаторных масел на стенде ВТИ [ Л. 12-7, 12-9]

Таблица 12-5

Происхождение масла и способ его очистки	Выход водорастворимых кислот через 100 ч, мг КОН/г	Время до появления кислотной реакции масла, ч	Показатели масла после окончания испытания (через 750 ч)
Кислотное число, мг КОН/г	Осадок, %	Потеря прочности на разрыв, %	tgпри +700С, %	Коррозия меди, г/см2
Кабельной бумаги	Хлопчатобумажной ленты
I. Масла из сернистых нефтей
Фенольной очистки (100% фенола)	0,018	70	0,20	0,05	-	-	17,0	-2,9
Фенольной очистки (200% фенола)	0,025	36	0,19	0,02	58,2	64,5	5,8	-2,1
То же с 0,3% ионола	0,024	36	0,13	следы	46,5	63,5	1,4	-4,0
Гидроочистки (контактная очистка)	0,010	155	0,14	0,10	61,3	51,0	9,9	-0,7
Гидроочистки (перколяционная доочистка)	0,008	200	0,15	0,03	53,6	32,5	2,8	-2,2
II. Масла из малосернистых нефтей
Из Бакинских нефтей, 1959 г. (сернокислотной очистки)	0,013	175	0,10	0,03	39,3	52,2	2,0	-0,2
Из смеси Эмберских нефтей, 1960 г. (сернокислотной очистки)	0,015	73	0,14	0,02	31,0	36,0	5,4	-3,5
Из смеси Эмберских нефтей опытное (очистка серным ангедридом) с 0,2% ионола	0,006	550	0,03	Нет	18,0	7,0	0,2	-0,2
Из Анастасиевской нефти, 1959 г.	0,023	49	0,16	0,04	38,0	52,5	10,0	+0,2
III. Импортные масла
Английской фирмы “Shell	0,011	200	0,07	0,003	27,5	29,8	0,9	+0,2
Французской фирмы “Esso”	0,010	250	0,06	0,001	33,5	27,0	0,6	+0,2

*При условии, что температура окружающего воздуха равна +200 С

Рис. 12-8. Стенд для испытания масел в небольших трансформаторах.

1, 2 — два трансформатора с коэффициентами трансформации 27 и 21, включенные параллельно по схеме на рис. 12-9 на обечайке бака каждого трансформатора видна обмотка для дополнительного индукционного нагрева; 3, 4 — вводы низкого и вы сокого напряжения; 5 — газовый кран на крышке; наличие кранов позволяет производить наблюдение за кинетикой поглощения маслом кислорода; в этом случае пространство над маслом соединяется трубками с устройством, фиксирующим расход кислорода в системе; 6 — датчик температуры (типа ТК-6) автоматической системы регулирования нагрева обмоток помещенный в металлический карман на крышке; 7 — указатель уровня масла; 8 — кран для взятия проб масла.