В сфере силовых трансформаторов выбор трансформаторного масла имеет первостепенное значение, поскольку оно играет ключевую роль в обеспечении эффективной и надежной работы этих важнейших электрических устройств. Трансформаторное масло выполняет множество функций, таких как обеспечение электроизоляции, облегчение теплопередачи для охлаждения и гашение электрических дуг в случае неисправностей. Среди различных доступных типов два наиболее часто используемых типа — это минеральное масло и синтетическое эфирное масло.

Нефтепродукт

1. Состав и источник

    Минеральное масло получают из сырой нефти с помощью ряда процессов очистки. Оно состоит в основном из углеводородов, которые представляют собой длинноцепочечные молекулы, состоящие из атомов водорода и углерода. Процесс очистки включает дистилляцию, экстракцию растворителем и гидроочистку для удаления примесей и нежелательных компонентов, в результате чего получается высококачественное изоляционное масло.

2. Основные характеристики

·Электрическая изоляция: Минеральное масло обладает превосходными электроизоляционными свойствами. Оно имеет высокую диэлектрическую прочность, обычно в диапазоне 60 - 70 кВ/мм. Это свойство позволяет ему эффективно разделять электрические проводники внутри трансформатора, предотвращая электрическую дугу и короткие замыкания.

·Теплопроводность: Он также обладает хорошей теплопроводностью, что позволяет ему эффективно передавать тепло, вырабатываемое внутри трансформатора, в систему охлаждения. Поскольку масло циркулирует через трансформатор, оно поглощает тепло из горячих точек, таких как обмотки и сердечник, и рассеивает его через радиаторы или охлаждающие ребра.

·Вязкость: Минеральное масло имеет соответствующую вязкость при нормальных рабочих температурах. Эта вязкость обеспечивает плавную циркуляцию масла внутри трансформатора, гарантируя эффективное охлаждение. Однако на его вязкость могут влиять изменения температуры. При более низких температурах вязкость увеличивается, что может создавать проблемы для потока масла, в то время как при более высоких температурах вязкость уменьшается, что потенциально влияет на его способность образовывать пленку для изоляции.

3. Преимущества

·Стоимость - Эффективность: Минеральное масло относительно недорого по сравнению с некоторыми другими типами трансформаторных масел. Его широкая доступность и хорошо отлаженные процессы очистки способствуют его конкурентоспособности по цене, что делает его популярным выбором для многих трансформаторных приложений, особенно в крупномасштабных установках электросетей, где стоимость является существенным фактором.

·Совместимость: Он хорошо совместим с большинством материалов трансформатора, включая изоляционные материалы, используемые в обмотках и металлических компонентах бака трансформатора. Эта совместимость снижает риск химических реакций, которые могут со временем ухудшить работу трансформатора.

4. Недостатки

·Воздействие на окружающую среду: Минеральное масло не поддается биологическому разложению. В случае разлива оно может загрязнять почву и водные источники, нанося ущерб окружающей среде. Эта экологическая проблема привела к усилению контроля и регулированию в некоторых областях в отношении использования и утилизации трансформаторов, заполненных минеральным маслом.

·Пожарный риск: Минеральное масло имеет относительно низкую степень огнестойкости. Хотя современные трансформаторы спроектированы с учетом мер безопасности для снижения риска возгорания, в случае серьезной внутренней неисправности минеральное масло может воспламениться, что может привести к масштабному пожару.

5. Приложения

Минеральное масло широко используется в распределительных трансформаторах, которые обычно встречаются в жилых и коммерческих помещениях для понижения высокого напряжения электроэнергии для конечного потребления. Оно также используется во многих силовых трансформаторах в передающей сети, где его экономичность и надежная работа делают его подходящим выбором для крупномасштабных применений передачи электроэнергии.

Синтетическое эфирное масло

1. Состав и источник

Синтетическое эфирное масло синтезируется химически, а не извлекается из природных источников, таких как сырая нефть. Обычно его получают путем реакции жирных кислот со спиртами или другими химическими процессами. Получающиеся синтетические эфиры имеют четко определенную молекулярную структуру, которую можно адаптировать для проявления определенных свойств.

2. Основные характеристики

·Высокая диэлектрическая прочность: Синтетическое эфирное масло часто имеет диэлектрическую прочность, сравнимую или даже превышающую прочность минерального масла, обеспечивая отличную электроизоляцию. Это делает его пригодным для использования в высоковольтных трансформаторах, где надежная изоляция имеет решающее значение.

·Термическая стабильность: Он обладает выдающейся термической стабильностью, что позволяет ему работать при более высоких температурах без существенного ухудшения. Это свойство особенно полезно в трансформаторах, работающих при больших нагрузках или в условиях высокой температуры окружающей среды, поскольку он может выдерживать повышенные температуры и сохранять свои характеристики в течение более длительного периода.

·Биоразлагаемость: Одним из самых значительных преимуществ синтетического эфирного масла является его высокая биоразлагаемость. В случае разлива оно может естественным образом разлагаться в окружающей среде, снижая потенциальный долгосрочный ущерб окружающей среде.

3. Преимущества

·Повышенная пожарная безопасность: Синтетическое эфирное масло имеет гораздо более высокий рейтинг огнестойкости по сравнению с минеральным маслом. Оно имеет более высокую температуру вспышки и температуру самовоспламенения, что означает, что оно менее вероятно воспламенится в случае электрического сбоя. Это свойство делает его предпочтительным выбором для установок, где пожарная безопасность является основной проблемой, например, в зданиях с высокой посещаемостью или в районах вблизи чувствительной инфраструктуры.

·Более длительный срок службы: Благодаря своей превосходной термической стабильности и устойчивости к окислению синтетическое эфирное масло обычно имеет более длительный срок службы, чем минеральное масло. Это может привести к снижению затрат на техническое обслуживание и уменьшению количества замен трансформаторного масла в течение срока службы трансформатора.

4. Недостатки

·Более высокая стоимость: Синтетическое эфирное масло дороже в производстве по сравнению с минеральным маслом. Сложные химические процессы синтеза и стоимость сырья способствуют его более высокой цене. Этот фактор стоимости может ограничить его широкое использование в некоторых чувствительных к стоимости приложениях.

·Проблемы совместимости: Хотя синтетическое эфирное масло совместимо со многими трансформаторными материалами, могут возникнуть некоторые проблемы совместимости с определенными типами уплотнений и прокладок. Тщательное рассмотрение и тестирование необходимы при проектировании и установке трансформаторов, использующих синтетическое эфирное масло, чтобы гарантировать надлежащую совместимость.

5. Приложения

Синтетическое эфирное масло все чаще используется в высоковольтных трансформаторах в городских районах, где пожарная безопасность и экологические проблемы имеют более важное значение. Оно также используется в трансформаторах, установленных на промышленных объектах, где условия эксплуатации суровые, а более длительный срок службы масла может обеспечить значительную экономию средств в долгосрочной перспективе.

В заключение, минеральное масло и синтетическое эфирное масло являются двумя важными типами трансформаторных масел, каждое из которых имеет свой собственный набор характеристик, преимуществ и недостатков. Выбор между ними зависит от различных факторов, включая особые требования к применению трансформатора, соображения стоимости, экологические проблемы и требования пожарной безопасности.