Uleiurile de transformatoare sunt uleiuri minerale de puritate ridicată și vâscozitate scăzută [1] . Ele sunt utilizate pentru turnarea puterii și transformatoarelor de măsurare , echipamentelor reactoarelor , precum și întrerupătoarelor de circuit de ulei . Proiectat pentru a izola părțile sub tensiune și ansamblurile unui transformator de putere, pentru a elimina căldura din piesele care se încălzesc în timpul funcționării transformatorului și, de asemenea, pentru a proteja izolația de umiditate [2] . Uleiurile de transformatoare acționează ca un mediu de stingere a arcului .
Proprietățile electroizolante ale uleiurilor sunt determinate în principal de tangenta de pierderi dielectrice . Rezistența electrică a uleiurilor de transformatoare, la rândul său, este determinată în principal de prezența fibrelor și a apei, astfel încât impuritățile mecanice și apa din astfel de uleiuri ar trebui să fie complet absente [3] .
Este necesar un punct de curgere scăzut al uleiurilor (-45°C și mai jos) pentru a le menține mobilitatea la temperaturi scăzute. Pentru a asigura o disipare eficientă a căldurii, uleiurile de transformatoare trebuie să aibă cea mai scăzută vâscozitate la un punct de aprindere de cel puțin 95, 125, 135 și 150°C pentru diferite grade.
Cea mai importantă proprietate a uleiurilor de transformatoare este stabilitatea lor împotriva oxidării , adică capacitatea de a-și menține parametrii în timpul funcționării pe termen lung [4] . De obicei, toate clasele acestor uleiuri conțin un aditiv antioxidant eficient.
Proprietățile operaționale ale uleiului de transformator sunt determinate de compoziția sa chimică, care depinde în principal de compoziția chimică a materiei prime și de metodele utilizate pentru purificarea acesteia. Gradele utilizate de ulei de transformator diferă în ceea ce privește compoziția chimică și proprietățile de performanță și au aplicații diferite. Noile transformatoare umplute cu ulei trebuie umplute numai cu ulei de transformator proaspăt, nefolosit. Fiecare lot de ulei de transformator folosit pentru umplerea și completarea transformatoarelor trebuie să aibă un certificat de la furnizorul de ulei. Uleiul proaspăt de transformator provenit de la rafinăriile de petrol trebuie curățat de impuritățile mecanice existente, umiditate și gaze înainte de a fi turnat în transformatoarele de putere.
Umiditatea din uleiul de transformator poate fi sub formă de precipitat, sub formă de emulsie și în stare dizolvată. Uleiul de transformator pregătit pentru umplere este complet curățat de umiditate în stare de emulsie și sub formă de nămol. În stare dizolvată, umiditatea nu are un efect semnificativ asupra rezistenței electrice și tangentei de pierdere, totuși contribuie la creșterea oxidabilității uleiului de transformator și la scăderea stabilității acestuia [5] . Prin urmare, atingerea unor valori satisfăcătoare ale tensiunii de avarie și tangentei unghiului de pierdere a uleiului de transformator nu este criteriul final de purificare.
La presiunea atmosferică, 10% aer poate fi dizolvat în uleiul de transformator. Înainte de a turna în transformatoarele de putere echipate cu protecție cu azot și film, uleiul de transformator trebuie degazat până la un conținut de gaz rezidual de cel mult 0,1% în greutate.
După curățare, uleiul trebuie să fie lipsit de impurități mecanice.
Grupul de uleiuri energetice din Rusia include uleiuri pentru turbine, izolatoare electrice și pentru compresoare. La rândul lor, uleiurile electroizolante sunt împărțite în uleiuri pentru transformatoare, condensatoare și cabluri pentru întrerupătoare [6] .
Următoarele clase de uleiuri de transformatoare sunt produse pe teritoriul Federației Ruse [6] :
Proprietățile de funcționare ale uleiurilor de transformatoare sunt verificate prin caracteristici electroizolante și fizico-chimice :
În echipamentele moderne de transformare, uleiul funcționează în condiții destul de dure: intensitate mare a câmpului electric, temperatură ridicată etc. [7] . În timpul funcționării, uleiurile de transformatoare sunt supuse îmbătrânirii termochimice și electrice, ceea ce duce la scăderea performanței lor. După înlocuire, uleiul uzat trebuie fie eliminat, fie regenerat. Mai jos sunt principalele metode de purificare și regenerare a uleiurilor de transformatoare.
Decantarea este una dintre cele mai simple metode de curățare a uleiurilor de transformatoare. Constă în precipitarea particulelor solide în suspensie și a micropicăturilor de apă din ulei sub acțiunea gravitației, dacă aceste incluziuni sunt de dimensiuni suficiente, iar densitatea lor depășește semnificativ densitatea uleiului [8] .
Tratament prin centrifugare - această metodă de procesare a uleiului de transformator este de a îndepărta umezeala și particulele mecanice în suspensie din ulei atunci când sunt expuse la forța centrifugă [9] . Numai umiditatea în stare de emulsie și particulele solide a căror greutate specifică este mai mare decât greutatea specifică a uleiului de transformator procesat pot fi îndepărtate din uleiul de transformator. Centrifugarea este utilizată în principal la prepararea uleiului pentru turnarea în transformatoare de putere cu tensiune de până la 35 kV sau ca o purificare preliminară a uleiului. Tratamentul pe termen lung cu ulei contribuie la oxidarea uleiului pur datorită posibilei eliminări a aditivilor antioxidanti.
Tratarea uleiului prin filtrare - tratarea prin filtrare a uleiului de transformator consta in trecerea acestuia prin peretii poroase, pe care se retin impuritatile prezente in acesta.
Tratamentul de adsorbție - procesul de purificare a uleiului de transformator prin adsorbție se bazează pe absorbția apei și a altor impurități de către diverși adsorbanți. Practic, pentru aceasta se folosesc zeoliții sintetici, care au o capacitate mare de absorbție, în special pentru moleculele de apă. Prelucrarea uleiului de transformator cu zeoliți vă permite să eliminați umiditatea din acesta, care este în stare dizolvată [10] .
Prelucrare in instalatii de vid . Elementul principal este degazătorul. Uleiul brut de transformator este preîncălzit la o temperatură de 50-60°C, după care este pulverizat în prima treaptă a degazorului [11] . Apoi curge într-un strat subțire peste suprafața inelelor Raschig. În același timp, prima treaptă este evacuată de o pompă de vid. Vaporii de umiditate și gaz care scapă sunt pompați printr-un cartuș cu zeolit și un filtru de aer. Din cavitatea primei trepte a degazorului, uleiul de transformator curge gravitațional în cavitatea celei de-a doua etape, unde este în cele din urmă uscat și degazat. În plus, uleiul de transformator este alimentat printr-un filtru fin într-un transformator sau container.
La curățarea și regenerarea uleiurilor, se pot folosi metode combinate bazate pe utilizarea simultană a mai multor abordări de mai sus.
Reguli: