Трансформатордың пайдалы әсер коэффициенті ешқашан 100%-ға жетпейді; негізінен, кез келген басқа құрылғы сияқты. Бұл орын алуына байланысты трансформаторлардың қуат жоғалтулары жұмыс кезінде. Бұл ысыраптар орамның мыс өткізгіштерінде және болаттан жасалған магниттік ядрода (магниттік тізбекте) орын алады. Бұл мақалада біз жоғалтудың тағы бір түрі – трансформатор майының диэлектрлік шығыны туралы айтатын боламыз.

Трансформаторлардың қызу және қызып кету себептері

Егер болаттың жоғалуы құйынды токтар мен циклдік магниттелудің кері айналуынан (гистерезис) туындаса, онда мыс шығыны ток мыс өткізгіш арқылы өткенде пайда болады. Өткізгіштің кейбір кедергісі бар, соның салдарынан кернеудің төмендеуі және қуат жоғалуы орын алады. Электр энергиясы жылуға айналады – мыс өткізгіш қызады. Трансформатордың қызып кетуіне жол бермеу және оның қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін жылуды алып тастау керек. Бұл тапсырма үшін трансформатор майы пайдаланылады және ток өткізетін трансформатор бөліктерін оқшаулау функциясын орындайды.

Май жақсы күйде болса және жылуды алып тастаса, трансформатор қызып кетпейді. Дегенмен, уақыт өте жоғары температура, жоғары кернеу, ылғалдылық, механикалық қоспалармен ластану және тотығу процестерінің әсерінен мұнайдың күйі нашарлайды. Май қартаяды және өз функцияларын нашар орындайды. Сондықтан майдың қаншалықты ескіргенін және оның міндеттерін қаншалықты жақсы орындайтынын білу маңызды.

Трансформатор майының ескіруін бағалау

Трансформатор майының өзгеруін бағалау сынамаларды алу және оларды зертханада талдау нәтижелері бойынша немесе экспресс-диагностикалық бағалау үшін арнайы құралдарды пайдалану негізінде жүргізіледі. Бұл жағдайда мұнайды химиялық бағалауды да, оның физикалық қасиеттерін бағалауды да жүзеге асыруға болады: сандық түсті бағалау, майдың бұзылуын сынау, қышқыл санын өлшеу, диэлектрлік шығынның тангенсін, фаза аралық керілуді, су мен газдың құрамын, көмірсутегінің құрамын және т.б.

Трансформатор майының тотығу және қартаю дәрежесі әртүрлі дәрежеде диэлектрлік жоғалту тангенсімен, қышқыл санымен, фазааралық керілумен, бұлыңғырлықпен және түсімен сипатталады. Ұзақ мерзімді жұмыс кезінде диэлектрлік жоғалту тангенсінің айтарлықтай артуы трансформатор майының қартаюын, қышқылдық саны – тотығуды және лайлануды – коллоидтық қартаюды көрсетеді.

Трансформатор майының диэлектрлік шығыны мен диэлектрлік өткізгіштігі нені білдіреді?

Егер диэлектрик электр өрісіне қойылса, өріс энергиясының бір бөлігі диэлектрикті қыздыруға жұмсалады. Диэлектрик шығыны электр өрісінің диэлектриктегі жылу ретінде бөлінетін қуатын білдіреді. Диэлектриктердің электр өрісінің энергиясын тарату қабілеті диэлектрлік жоғалту тангенсі арқылы бағаланады.

Мұнай қасиеттерінің өзгеруін ластаушы заттардың аздаған мөлшерімен де диэлектрлік шығын тангенсінің өлшенген мәндері арқылы анықтауға болады.

Сонымен қатар, жалпы диэлектриктердің және атап айтқанда, трансформатор майының қасиеттерін анықтау үшін диэлектриктердің өткізгіштігі сияқты параметр қолданылады. Оны абсолютті немесе салыстырмалы мән ретінде көрсетуге болады. Салыстырмалы өткізгіштік диэлектриктің қасиеттерін сипаттайды және диэлектрлік ортадағы екі электр зарядының өзара әрекеттесу күші вакуумдегіге қарағанда қандай есе төмен болатынын көрсетеді.

Трансформатор майының диэлектрлік шығын тангенсі қандай диапазонда болуы керек?

Трансформаторда майды пайдалануды жалғастыра алатын диэлектрлік шығын тангенсінің қандай мәндерін қарастыру керек? Бұл құндылықтар әр елде әр түрлі болуы мүмкін; осылайша, біз шамамен мәндерді береміз:

• трансформаторлар, 110–150 кВ — 10% артық емес (70°С кезінде) және 15% артық емес (90°С кезінде);
• трансформаторлар, 220–500 кВ — 7% артық емес (70°С кезінде) және 10% артық емес (90°С кезінде);
• трансформаторлар, 750 кВ — 3% артық емес (70°С кезінде) және 5% артық емес (90°С кезінде).

Трансформатор майының диэлектрлік шығынына әртүрлі қоспалардың әсері

Мұнайдағы келесі заттардың болуына байланысты диэлектрлік шығын артады:

• асфальт-шайырлы заттар;
• сабындар;
• су.

Қышқылдар бөлме температурасында мұнайдың диэлектрлік шығынын күшейтпейді. Бірақ температура жоғарылаған сайын диэлектрлік шығын артады, ал мұнайдың қышқылдық саны неғұрлым жоғары болса, соғұрлым өсу дәрежесі де артады.

IEC 60247 бойынша диэлектрлік шығынның тангенсін анықтау

Мысал ретінде IEC 60247 стандартында сипатталған әдіске сәйкес трансформатор майының диэлектрлік шығын тангенсін анықтауды қарастырайық. Ол келесі қадамдарды қамтиды:

1. Диэлектрик жоғалту тангенсі температураға сезімтал болғандықтан, барлық өлшемдерді температура тепе-теңдігіне жеткеннен кейін ғана жүргізу керек.
2. 1-тармақты орындау үшін өлшеуіш ұяшық майы қажетті температураға дейін қыздырылады. Егер қыздыру автоматты емес режимде орындалса, өлшеуді белгіленген температураға ± 1 °С жеткеннен кейін ғана 10 минуттан кейін бастау ұсынылады.
3. Кернеу тек өлшеу кезінде қолданылады. Қолданылатын кернеу мұнайдағы электр өрісінің қарқындылығын 0,03-тен 1 кВ/мм-ге дейін құруы керек. Кернеу синусоидалы түрде 40–62 Гц жиілікте өзгеруі керек.
4. Бастапқы өлшеулер аяқталғаннан кейін май өлшеу ұяшығынан ағызылады.
5. Мұнайдың бірінші партиясы сияқты бірдей параметрлермен және сақтық шараларымен қайталап өлшеулер жүргізу. Алынған жанама мәндері бір-бірінен 0,0001 плюс екі анықтаудың жоғары мәнінен 25% артық айырмашылығы болмауы керек.
6. 5-қадамның шарты орындалса, өлшеулер тоқтатылады. Егер шарт орындалмаса, өлшемдер талапқа сәйкес келетін қатарынан екі мән алынғанша орындалады. Олар өлшеу нәтижелері ретінде қабылданады.

Диэлектрлік шығынның тангенсін өлшеуге қосымша, IEC 60247 сияқты параметрлерді өлшеуді де реттейді кедергі және мұнайдың диэлектрлік өткізгіштігі. Бұл көрсеткіштер бірге де, бөлек те трансформатор майының сапасы мен ластану дәрежесі туралы ақпарат береді. Диэлектриктің өткізгіштігіне ластаушы заттардың көптігі әсер етеді, ал диэлектрлік шығынның тангенсі мен кедергісіне ластаушы заттардың аз саны да қатты әсер етеді.

Диэлектрик жоғалту тангенсін автоматты өлшеу. TOR-3 дельта сынаушы

GlobeCore ТОR-80 шығарады трансформатор майының бұзылу анализаторлары, TOR-2 ылғал және газ анализаторлары, және TOR-3 оқшаулағыш майға арналған диэлектрлік шығын және диэлектрлік беріктік сынағы.

TOR-3 tan delta tester — негізгі ерекшеліктері мен артықшылықтары:

• TOR-3 аспабының жұмысы белгілі бір әрекеттерді орындауға командалар беру арқылы компьютердің көмегімен басқарылады, содан кейін осы компьютерге нәтиже шығарумен автоматты режимде өлшеулер жүргізіледі;
• өлшеу ұзақтығын қысқарту үшін TOR-3 аспабында сынақ майы құйылатын өлшеуіш ұяшық және ұяшықты «іштен» жылыту жүйесі қолданылады. Осының арқасында қыздыру және температураны тұрақтандыру жеделдетілген жылдамдықпен орындалады. Құрал көрсетілген сипаттамаларға тез жетеді және бірнеше минуттан кейін диэлектрлік жоғалту тангенсін және диэлектрик өткізгіштігін өлшеуді бастайды;
• диэлектрлік жоғалту тангенсінің өлшеуге төзімділігі ±1%+0,00008 аспайды, ал диэлектрлік өткізгіштік – ±2%. Өлшеудің жоғары дәлдігі мен тұрақтылығына жаңаның арқасында қол жеткізілді GlobeCore эталондық конденсатордың құрылымын әзірлеуде қолданылатын технологиялар, сондай-ақ арнайы бағдарламалық бағдарламаны пайдалана отырып, бос өлшеуіш ұяшықты алдын ала белгіленген калибрлеу;
• TOR-3 құралының жұмысына ыңғайлы болу үшін келесі үлгілерді сынауға кірісу кезінде ұяшық жойылмайды. Арнайы науаға май ағызу клапанын ашу және одан кейін ұяшыққа жаңа үлгіні орналастыру үшін компьютерден пәрмен беру жеткілікті;
• аспап қосулы кезде оны үстел үстінде оңай жылжытуға немесе зертхана ішінде тасымалдауға болады, бұл барлық электронды модульдердің ықшам орналасуының, жеңіл салмақтың және тұтқаларды корпусқа біріктірудің арқасында қол жеткізіледі;
• Құралдағы микропроцессор, цифрлық-аналогтық түрлендіргіш және жоғары вольтты күшейткіш қажетті пішіндегі сынақ сигналын жасауға мүмкіндік береді және амплитудалардың кең ауқымында жұмыс істейді. Сондықтан TOR-3 әмбебап болып табылады және әртүрлі сынақ кернеуі талаптары бар стандарттарға сәйкес диэлектрлік жоғалту тангенсін өлшеу үшін пайдаланылуы мүмкін;
• аспаптың эксплуатациялық қауіпсіздігіне корпусты және өлшеуіш ұяшық қақпағының үстіңгі қабатын берік оқшаулағыш материалдан жасау арқылы қол жеткізіледі.

TOR-3 құралының барлық сипаттамаларын мына жерден табуға болады. Қосымша сұрақтарыңыз болса, оларға веб-сайттың сәйкес бөліміндегі кейбір байланыс мәліметтерін пайдаланып қоюыңызға болады.