162
частиц, образующихся из примесей в сырой нефти и при ее обработке.
Некоторые примеси образуются в результате внутренних повреждений
трансформатора, например, в местах перегрева. В процессе эксплуатации
трансформаторных масел при высоких температурах и
напряженности
электрического поля в них образуется шлам, осаждаемый на изоляции
трансформаторов и тем самым ухудшающий диэлектрические свойства
трансформаторного оборудования и снижающий надежность их эксплуатации.
Известны случаи повреждения трансформаторов в результате загрязнения масла
твердыми частицами, что недопустимо учитывая тот факт,
что силовые
трансформаторы высокого напряжения являются одними из самых
дорогостоящих и важных элементов по распределению электроэнергии. От
количества, размера и природы механических частиц зависит электрическая
прочность силового маслонаполненного оборудования. [1
-3]
В данной работе было проведено исследование
распределения
механических частиц по размерам в трансформаторных маслах ГК (ТУ 38.281
-
80), ТАп (ТУ 38.101.281
-
80) и масляной фракции с Т
кип
= 300-
400 °С, полученной
из нефти ромашкинского месторождения.
Образование твердых частиц в пробах определяли до (таблица 1) и после
(таблица 2) пребывания их в стендовой установке, условия работы которой
максимально приближены к натурным условиям
эксплуатации масляных
трансформаторов, а именно при температуре 155 °С в течение 30 ч в
электрическом поле напряженностью
49 кВ/см и наличии медных и железных
пластинок, взятых соответственно в количестве 0,2 см
2
на 1 г масла и 0,3 см
2
на
1 г пробы, имитирующих металлы конструкций трансформаторного
оборудования высших классов напряжения.
Распределение твердых частиц по размерам в пробах исходных
трансформаторных масел марок ГК и ТАп и в масляной фракции ромашкинской
нефти до и после эксплуатации в опытной установке представлено в таблицах 1
и 2.
Таблица 13 - Распределение твердых частиц в исходных пробах
Твердые
частицы (мкм) в 100 см
3
пробы
Гк
ТАп
масляная фракция
ромашкинской
нефти
5-10
72.8
83.7
317.0
10-25
9.6
11.2
41.4
25-50
0.5
0.7
2.0
50-75
0.1
0.2
0.5
75-100
0
0
0.3
100-500
0
0
0.2
Сумма
83.0
95.8
361.4
163
Таблица 14 - Распределение твердых частиц в пробах после пребывания
Твердые
частицы (мкм) в 100 см
3
пробы
Гк
ТАп
масляная фракция
ромашкинской
нефти
5-10
24.3
27.9
90.5
10-25
3.2
3.7
11.8
25-50
0.2
0.23
0.7
50-75
0.3
0.5
2.4
75-100
0.2
0.3
3.5
100-500
0
0.2
1.8
Сумма
28.2
32.83
110.7
Преобладающее количество твердых частиц в маслах и масляной фракции
составляют частицы размером от 5 до 10 мкм. Удаление столь мелких частиц из
трансформаторных масел и масляных фракций весьма затруднительно.
После пребывания проб в установке количество содержащихся в них
механических частиц размером от 5 мкм до 50 мкм понизилось в 3,0
–
3,5 раза.
Сравнительный анализ
экспериментальных данных, приведенных в
таблицах 1
-
2, показал, что понижение количества мелких частиц произошло
вследствие преобразования последних в более крупные механические частицы.
Такое преобразование мелких частиц 5
-
50 мкм в частицы размером от 50 до 500
мкм объясняется реакциями окислительного превращения углеводородов (в том
числе асфальтовые и омыляемые осадки), входящих в объем масел и фракций,
активно протекающих в условиях эксплуатации электрических машин и
аппаратов. [2]
Кроме того, при эксплуатации маслонаполненных трансформаторов
происходит старение твердой изоляции, основной
компонентой которой
являются целлюлозные материалы в виде бумаги или электрокартона,
пропитанные трансформаторным маслом для заполнения в них газовых пор и
воздушных прослоек. Поэтому концентрация твердых частиц может
пополняться за счет волокон целлюлозы,
картона, бумаги, металлической пыли
и продуктами старения масла, например, смолами.
Таким образом, максимальное количество механических примесей в
исходных трансформаторных маслах и масляных фракциях находятся в
интервале 5
-
50 мкм в 100 см
3
пробы. В то время как в процессе эксплуатации
мелкие частицы преобразуются в более крупные в интервале 50
-
500 мкм в 100
см
3
пробы. Для улучшения эксплуатационных свойств трансформаторных масел,
увеличения коэффициента теплоотдачи, увеличения срока службы как масла, так
и маслонаполненного электрооборудования необходимо не
только удаление
механических примесей на этапе производства, но и обеспечить мероприятия по
снижению образования твердых частиц в процессе эксплуатации, тем более, что
164
удаление крупных частиц требует значительно меньших затрат на его
организацию.
Источники:
1.
Высогорец С.П. Оценка качества эксплуатационных масел силовых
трансформаторов напряжением 35
–
110 кВ / С.П. Высогорец, А.П.
Васильев
–
Научно
-
технические ведомости СПбПУ.
– 2013. –
№1.
–
С.
84–92;
2.
Хабибуллина Л.Р. Дисс. канд. техн. наук, Казанский гос. энерг. ун
-
т,
Казань, 2004.
–
152 с.;
3.
Ерастов А.Е., Новикова О.В. К вопросу о единой терминологии в
системе регионального управления энергосбережением
.
Научно
-
технические
ведомости Санкт
-
Петербургского государственного
политехнического
университета.
Экономические
науки
.
2015.
№
2 (216)
. С. 68
-75;
4.
Ризванова Г.И. Особенности старения трансформаторного масла в
реальных условиях эксплуатации / Г.И. Ризванова, Л.Г. Гафиятуллин,
М.Ш. Гарифуллин, В.К. Козлов, А.Н. Туранов // Известия высших
учебных заведений. Проблемы энергетики.
– 2015. –
№ 9
–10. –
С.91
–94;
5.
Конников Е.А. Инвестиционная привлекательность энергетических
проектов макроуровня на примере
концепции энергетического
поворота Германии // В сборнике: Эффективная энергетика
-2015
Материалы научно
-
практической конференции с международным
участием. 2015. С. 56
-66.
УДК: 620.9
Do'stlaringiz bilan baham: 
