Lze použít transformátorový olej? Transformátorový olej: tajemství použití a nebezpečí ️ – Telegraf

Anotace: Hlavní funkcí transformátorového oleje je zajistit izolaci, chlazení a potlačení oblouku v nádrži transformátoru. V důsledku elektrických a tepelných poruch způsobených nepříznivými provozními podmínkami transformátorů se v transformátorovém oleji tvoří plyn. Kromě stárnutí za normálních provozních podmínek transformátorů zvyšují fyzické opotřebení a riziko nevratného poškození aktivní části transformátorů provozní faktory, jako je přehřívání, silná elektrická pole, elektrické výboje, mechanické namáhání, degradace izolace a škodliviny. Elektrárenské společnosti po celém světě používají dobře zavedené a široce používané metody pro analýzu rozpuštěných plynů v transformátorovém oleji (DGA). To zajišťuje včasnou a správnou diagnostiku elektrických a tepelných poruch vyskytujících se v transformátorech a šetří čas, zařízení a náklady. Dornenburgovy vztahy, Rogersovy vztahy, Duvalovy trojúhelníky, standardní metody IEC a klíčové limity plynů jsou některé z klasických nástrojů používaných k určení poruch transformátoru. Většina zmíněných nástrojů používá k určení poruchových stavů ruční výpočty, což vyžaduje mnoho úsilí a času. Hlavním cílem tohoto příspěvku je získat výsledky DGA pomocí různých metod, porovnat je a vyhodnotit efektivitu jejich aplikace v automatizovaném softwaru.

1. ÚVOD

Při přenosu a distribuci elektrické energie hrají výkonové transformátory velmi důležitou roli. Elektroenergetický průmysl si stanoví širokou škálu cílů a záměrů, aby uspokojil stále rostoucí světové potřeby spotřeby energie. Princip činnosti olejových transformátorů však zůstal prakticky nezměněn po téměř století. V současné době je v mnoha elektrárnách velké množství transformátorů vystaveno různým typům přetížení a hrozí, že nedosáhnou předpokládané životnosti. Proto, aby bylo zajištěno nepřerušené napájení spotřebitelů, musí být některé z těchto transformátorů včas vyměněny nebo opraveny. Je také velmi obtížné provozovat transformátory starší 30 let za podmínek přetížení systému, což vede ke zvýšení počtu poruch transformátorů. Kromě toho může být obtížné odstranit následky havarijních poruch transformátorů. Proto je u transformátoru velmi důležitá detekce vznikajících poruch. Plyny, především sloučeniny uhlovodíků jako vodík, metan, ethan, etylen, acetylén, spolu s oxidem uhelnatým a oxidem uhličitým, působí jako indikátory poruchy. Experimentální výsledky změn koncentrace různých hořlavých plynů a jejich hladin v izolačním oleji naznačují vývoj poruch a pravděpodobný charakter poruchy v raných fázích, což umožňuje vyhnout se náhlému selhání. Poskytuje také užitečné informace o aktuálním stavu oleje a transformátoru. Četnost vzorkování a analýzy závisí na stupni vývoje a povaze poruchy, která se v transformátoru vyskytuje. Nestačí pouze znát koncentraci plynů v transformátorovém oleji, ale je také důležité správně interpretovat výsledky pomocí různých analytických metod.

2. Analýza rozpuštěného plynu (DGA)

Jak bylo uvedeno výše, během provozu dochází k destrukci izolačních materiálů v transformátoru vlivem tepelných účinků a elektrického napětí. Důležitou součástí výkonového transformátoru je izolace jako celek – pevná i kapalná. Včasným odečtením jakýchkoli vnitřních poruch, které se u výkonových transformátorů vyskytují, se často snižují náklady na neplánované výpadky výkonového transformátoru. Během provozu transformátoru se v transformátorovém oleji objevují plyny. Tyto plyny vznikly v důsledku závad v nádrži transformátoru, jako je jiskření, koróna (částečné výboje), přehřátí transformátorového oleje nebo přehřátí papírové izolace (celulóza). Různé druhy plynů se budou uvolňovat v různých koncentracích v závislosti na povaze poruchy. Mezi rozpuštěnými plyny jsou velmi důležité hořlavé plyny (uhlovodíkové plyny) a jakýkoli skok v úrovních koncentrace těchto plynů může znamenat vážný/destruktivní typ vnitřní poruchy. Hořlavé plyny jako H2 (vodík), C2H6 (ethan), C2H4 (etylen) a C2H2 (acetylen) se za normálních podmínek typicky vyskytují v transformátorovém oleji ve velmi nízkých koncentracích a lze je snadno detekovat na úrovni ppm analýzou rozpuštěných plynů (DGA). Pro určení typu závady se používá poměr plynů v poměrech. DGA se provádí v souladu s IS-10593 nebo ASTM D3612 nebo IEC 60567 a IEC IEC-60599.

A. Metody detekce rozpuštěných plynů

Při této metodě se v ropě detekují plyny v částech na milion (ppm) objemu pomocí jednotky pro extrakci plynu a plynového chromatografu. Metodika se skládá z postupných fází:

1. Vzorkování oleje
2. Extrakce plynu z odebraného vzorku
3. Detekce plynu

K detekci plynů rozpuštěných v oleji se používají následující dvě metody.

1. Plynová chromatografie (GC)
2. Optická detekce plynu

B. Typy poruch detekovaných DGA

Pomocí DGA lze detekovat různé typy poruch, které se vyskytují v transformátoru. Hlavní nedostatky, které lze identifikovat metodami DGA, jsou:

1. Částečné vybití (nízká energie)
2. Tepelné poruchy (přehřátí různého stupně)
3. Elektrický oblouk (vysokoenergetický výboj)
4. Stárnutí papírové izolace (pro upřesnění jsou vyžadována některá další měření, jako je analýza furanu a stupeň polymerace).

C. Doporučené hodnoty DGA pro hladiny plynu DGA

Tabulka 1 — Přípustné úrovně rozpuštěných plynů v pracovním transformátoru

Plyn	Méně než 4 roky v provozu, (ppm)	Méně než 10 roky v provozu, (ppm)	Více než 10 let v provozu, (ppm)
vodík (H2)	150	300	300
metan (CH4)	70	150	300
Acetylen (C2H2)	30	50	150
Ethylen (C2H4)	150	200	400
Ethan (C2H6)	50	150	1000
oxid uhličitý (CO2)	3500	5000	12000
oxid uhelnatý (CO)	300	500	700

Výše uvedená tabulka ukazuje normální bezpečné hladiny rozpuštěných plynů v transformátorovém oleji na základě statistických údajů nashromážděných za roky provozu. Je však třeba pochopit, že výše uvedené limity nelze brát jako maximální přípustné, ale měly by být brány pouze jako přibližné průměrné hodnoty. DGA je spíše metodou sledování trendů než metodou vrcholování. Normální hodnoty rozpuštěného plynu v minerálním oleji neznamenají počínající poruchu transformátoru. Pokud je však v transformátoru pozorováno výrazné zvýšení hladiny plynu (mezi předchozím vzorkováním a následným vzorkováním), může to znamenat, že došlo k nějaké poruše. Než se porucha stane kritickou a nabude havarijního charakteru, je nutné provést nápravná opatření, která zabrání náhlému selhání transformátoru. Akční plán zahrnuje okamžitou reanalýzu oleje, uvedení zařízení na častější monitorování, stanovení frekvence následného odběru vzorků, navržení dalších diagnostických prací atd. Jakýkoli skok v úrovních koncentrace rozpuštěných plynů musí být interpretován pro další nápravná opatření, takže v takových případech je potřeba nepřetržité sledování parametrů ropy.

3. Metody analýzy rozpuštěných plynů

Existují různé metody interpretace DGA pro diagnostiku poruchy v transformátoru. Používají se jak metody založené na poměrech plynů, tak metody hodnocení koncentrací plynů podle stanovených přípustných limitů. Standard IEEE C57.104-2008 popisuje následující metody:

1. Metoda klíčového plynu
2. Dornenburgova poměrová metoda
3. Rogersova poměrová metoda.

Norma IEC 60599 a IS 10593 navrhují následující metody.

1. Tři hlavní koeficienty plynu
2. Metoda dvojitého trojúhelníku.

A. Metoda klíčového plynu

Metoda klíčového plynu využívá kritické koncentrace plynu k určení povahy závady. Různé kombinace koncentrací uhlovodíkových plynů určují různé typy poruch. V této metodě jsou typy poruch identifikovány pomocí relativního procenta vybraného otisku plynu. Tato metoda používá čtyři charakteristické diagramy, které představují typické relativní koncentrace plynu pro čtyři hlavní typy poruch, jmenovitě: přehřátí buničiny, přehřátí oleje, částečné výboje nebo jiskření a koróna. Při rozkladu olejové a papírové izolace vznikají následující charakteristické plyny: vodík (H2), metan (CH4), etan (C2H6), ethylen (C2H4), acetylen (C2H2), oxid uhelnatý (CO) a kyslík (O2). V důsledku rozkladu ropy vznikají všechny výše uvedené plyny, kromě oxidu uhelnatého a kyslíku. Rozkladem celulózové (papírové) izolace vzniká oxid uhelnatý, oxid uhličitý (CO2) a kyslík. Druhy plynů a jejich hodnoty závisí na typu a stupni rozvoje závady v nádrži transformátoru.

B. Dornenburgova poměrová metoda

Dornenburgova metoda určuje konkrétní typ poruchy ze tří možných typů poruch výpočtem poměrů plynů. Tento postup vyžaduje dostatečně vysoké hladiny plynu pro stanovení správné diagnózy. Čtyři poměry a jejich diagnostické hodnoty jsou uvedeny v tabulce 2. Dornenburgova metoda používá pět samostatných plynů nebo čtyři základní poměry plynů:

Tabulka 2 — Klíčové poměry plynů podle Dornenburgovy metody

Typ defektu	Základní vztah		Základní vztah
	CH4/H2	C2H2/C2H4	C2H2/CH4	C2H6/C2H2
Tepelný rozklad	>1	> 0.4
Koruna (slabá ČR)	–	> 0.4
Jiskření (intenzivní CR)	0.1	> 0.75	> 0.3

C. Rogersova poměrová metoda

Tato metoda používá pro diagnostiku čtyři páry poměrů hořlavých plynů CH4/H2, C2H6/CH4, C2H4/C2H6 a C2H2/C2H4. Tabulka 3 ukazuje hodnoty plynových poměrů a diagnostické závěry podle Rogersovy metody. Tato metoda je široce používána v průmyslové praxi. V některých případech však tato metoda nestačí.

Tabulka 3 — Klíčové poměry plynů podle Rogersovy metody

D. IEC metoda tří základních poměrů plynů

Tato metoda používá tři poměry plynů: methan/vodík (CH4/H2), acetylen/ethylen (C2H2/C2H4) a ethylen/ethan (C2H4/C2H6). Počáteční poruchy zpočátku začaly jako výpadky nízkého výkonu a eskalovaly do závažnějších výpadků vysokého výkonu nebo vysoké teploty. Je důležité sledovat rychlost nárůstu plynu, když je zjištěna porucha. Nárůst hodnot plynu o více než 10 % za měsíc ve srovnání s normálními hodnotami kontrolní linie by měl být vážně považován za aktivní poruchu. Proto je velmi důležité studovat trend výskytu různých typů poruch. Poměr CO2/CO se někdy používá jako indikátor tepelného rozkladu celulózy.

Tabulka 4 Metoda třízákladního poměru plynů

kraj	Popis závady	C2H2/C2H4	CH4/H2	C2H4/C2H6
PD	Částečné výboje	–
D1	Korunovace	> 1.0	0.1 – 0.5	> 1.0
D2	Intenzivní CR, jiskření	0.6 – 2.5	0.1 – 1.0	> 2.0
T1	Mírné přehřívání	–	> 1.0
T2	Mírné přehřátí	> 1.0	1.0 – 4.0
T3	Silné přehřátí	> 1.0	> 4.0

E. Nový přístup k diagnostice poruch výkonového transformátoru založený na DGA

Čtyři klasické metody diagnostiky poruch transformátoru, jako je metoda klíčového plynu, Dernenburgova metoda, Rogerova metoda a metoda tří základních plynových poměrů, by měly být použity společně, aby bylo možné přesněji určit povahu poruchy v transformátoru. Mohou být zapsány do tabulky Excel pro posouzení technického stavu zařízení při shromažďování diagnostických dat a také použity ve výpočtových modelech v případě použití systémů kontinuálního monitorování a automatické diagnostiky.

4. Příklady detekce poruch výkonových transformátorů

Několik příkladů z praxe je uvedeno v tabulce 5, kde byly transformátory vyřazeny z provozu z důvodu vysoké úrovně tvorby plynu. Diagnostické zprávy pro tyto transformátory jsou generovány softwarem s použitím různých metod výkladu.

Tabulka 5 — Praktický výzkum

Metodická analýza	T1	T2	T3	T4
	110/11 kV

5. Výsledky výzkumu

Tabulka 5 ukazuje koncentrace plynů v oleji čtyř různých transformátorů a také výsledky laboratorních analýz pomocí diskutovaných metod a speciálně vyvinutého softwarového algoritmu. Z výše uvedené tabulky je vidět, že každá metodika interpretace ukazuje na podobné výsledky pro stejný soubor výsledků DGA, ale konečný závěr musí brát v úvahu souhrn všech dostupných metodik.

6. Závěr

Výsledky různých případů ukazují, že použití různých technik analýzy rozpuštěných plynů v softwaru je pohodlný a spolehlivý diagnostický nástroj. Automatizace výpočtů šetří čas, vyhýbá se ruční práci a zvyšuje přesnost diagnostických závěrů. Dále lze z praktických studií vyvodit závěr, že i když byla pro stejný soubor hladin plynů DGA použita odlišná metodika interpretace, konečný výsledek je v souladu s manuálními výpočty provedenými chemickou laboratoří. V některých případech se však výklad pro jednotlivé metodiky může mírně lišit, což může být způsobeno tím, že každá metodika je založena na definici různých typů závad pomocí jednoho nebo dvou konkrétních plynů pro výpočet. Za takových okolností musí uživatel na základě svých zkušeností zvolit vhodnou metodiku pro správnou diagnostiku závady. Volba metod interpretace DGA může být užitečná při posuzování technického stavu transformátorů a upřednostňování plánování údržby.

Transformátorový olej není jen tak tuku, ale komplexní produkt rafinace ropy, která hraje důležitou roli v elektroenergetice. ⚡ Jeho použití v každodenním životě omezené, ale toto neznamená tože je to zbytečné. Pojďme pojďme na to přijít, kde tato záhadná věc nachází uplatnění? agent a jaká nebezpečí skrývá.

Otevřete požadovanou sekci kliknutím na příslušný odkaz:

Transformátorový olej: nejen pro transformátory!

Aplikace transformátorového oleje: nejen pro transformátory!

Rozdíly mezi transformátorovým olejem a běžným olejem

Impregnace dřeva transformátorovým olejem: nebezpečný podnik!

Transformátorový olej není určen k impregnaci dřeva!

Transformátorový olej v hydraulice: absolutně zakázáno!

Transformátorový olej není vhodný pro použití v hydraulických systémech! ⚙️

Nebezpečí transformátorového oleje pro člověka

Transformátorový olej obsahuje škodlivé látky, které mohou poškodit lidské zdraví. ⚠️

Doporučení pro zacházení s transformátorovým olejem

Závěr

Časté dotazy

Plná verze

.
Transformátorový olej je více než jen mazivo pro transformátory. Má jedinečné vlastnosti, které z něj dělají cenný zdroj i poté, co dosloužil svému účelu v elektrických zařízeních.
Ačkoli se nedoporučuje používat transformátorový olej přímo v každodenním životě, jeho odpadní olej se používá v různých oblastech. Ve stavebnictví lze odpadní olej použít jako hydroizolační materiál a také k impregnaci dřeva, které mu dodává vodoodpudivé vlastnosti.
Nejcennější je však regenerovaný odpadní olej. Po zpracování se stává cenným palivem, které může nahradit zemní plyn. Používání regenerované ropy pomáhá snižovat závislost na fosilních zdrojích a snižovat emise škodlivých látek do atmosféry.
Je důležité si uvědomit, že použití použitého transformátorového oleje vyžaduje dodržování určitých pravidel a opatření. Je důležité zajistit, aby byl olej řádně vyčištěn a zpracován, aby byla zajištěna jeho bezpečnost a účinnost.
Transformátorový olej tak může i po vypršení svého primárního účelu získat „druhý život“, což přináší výhody a šetří zdroje. ♻️

Transformátorový olej: nejen pro transformátory!

Transformátorový olej není jen mazivo, ale komplexní produkt rafinace oleje, který hraje důležitou roli v elektroenergetice. ⚡ Jeho hlavním účelem je izolovat a chladit elektrická zařízení pracující pod vysokým napětím.

Hlavní vlastnosti transformátorového oleje:

• Vysoká dielektrická pevnost: Tato vlastnost umožňuje použití oleje jako izolantu, který zabraňuje zkratům v elektrických zařízeních.
• Dobrá tepelná vodivost: Transformátorový olej účinně odvádí teplo z transformátorů a jiných elektrických instalací a zabraňuje jejich přehřívání.
• Stabilita při vysokých teplotách: Olej musí zůstat stabilní i při vysokých teplotách typických pro provoz elektrických zařízení.
• Nízká viskozita: Nízká viskozita umožňuje oleji snadno cirkulovat uvnitř transformátoru a zajišťuje účinné chlazení.

Aplikace transformátorového oleje: nejen pro transformátory!

Použití v domácnosti:

• Konstrukce: Použitý transformátorový olej lze použít jako přísadu do betonových směsí, zlepšující jejich vlastnosti.
• Topení: V některých případech lze odpadní olej použít jako palivo pro kotle, ale pouze po speciálním zpracování, protože obsahuje škodlivé nečistoty.
• Pohonné hmoty: Po zpracování lze odpadní olej použít jako alternativní palivo například pro dieselové motory.

Průmyslová aplikace:

• Elektroenergetika: Hlavní aplikací je plnění do transformátorů, tlumivek, vysokonapěťových spínačů.
• strojírenství: Používá se jako mazivo v některých typech zařízení.
• Chemický průmysl: Používá se jako rozpouštědlo a surovina pro výrobu některých chemických produktů.

Rozdíly mezi transformátorovým olejem a běžným olejem

Klíčový rozdíl: Transformátorový olej je speciálně navržen pro provoz za vysokých teplot a namáhání.

Hlavní rozdíly:

• Свойства: Transformátorový olej má vyšší dielektrickou pevnost, lepší tepelnou vodivost a stabilitu při vysokých teplotách než běžný olej.
• Složení: Transformátorový olej obsahuje speciální přísady, které zvyšují jeho stabilitu a zabraňují oxidaci.
• Použití: Transformátorový olej je určen pro použití v elektrických zařízeních, zatímco běžný olej je určen pro mazání, potravinářský průmysl a další účely.

Impregnace dřeva transformátorovým olejem: nebezpečný podnik!

Transformátorový olej není určen k impregnaci dřeva!

Nebezpečí:

• Toxicita: Olej obsahuje škodlivé látky, které mohou uvolňovat toxické výpary, které jsou zdraví nebezpečné.
• Nebezpečí ohně: Transformátorový olej je vysoce hořlavý, takže jeho použití k impregnaci dřeva může způsobit požár.
• Nebezpečnost pro životní prostředí: Ropa může znečišťovat půdu a vodní útvary a poškozovat životní prostředí.

Transformátorový olej v hydraulice: absolutně zakázán!

Transformátorový olej není vhodný pro použití v hydraulických systémech! ⚙️

Důvody:

• Suchý olej: Transformátorový olej neobsahuje mazací vlastnosti nezbytné pro provoz hydraulických systémů.
• Nekompatibilita: Olej může způsobit korozi a poškození součástí hydraulického systému.

Nebezpečí transformátorového oleje pro člověka

Transformátorový olej obsahuje škodlivé látky, které mohou poškodit lidské zdraví. ⚠️

Nebezpečné látky:

• Dioxiny: Jde o toxické látky, které mohou způsobit rakovinu, reprodukční problémy a další onemocnění.
• Polychlorované bifenyly (PCB): Toxické látky, které se mohou hromadit v těle a způsobovat různá onemocnění.

Cesty vstupu do těla:

• Inhalace: Při vdechování olejových par se dioxiny a PCB dostávají do plic a následně do krve.
• Kontakt s kůží: Při kontaktu s pokožkou může olej proniknout do těla.
• Požití: Požití oleje může způsobit vážnou otravu.

Příznaky otravy:

• Nevolnost, zvracení, průjem
• Bolest hlavy, závratě
• Křeče, ztráta vědomí
• Poškození jater, ledvin, nervového systému

Doporučení pro zacházení s transformátorovým olejem

• Používejte osobní ochranné prostředky: Při práci s transformátorovým olejem je nutné používat ochranný oděv, rukavice, brýle a respirátor.
• Skladujte ve vzduchotěsné nádobě: Olej by měl být skladován v uzavřené nádobě, mimo dosah dětí a zvířat.
• Zlikvidujte správně: Použitý transformátorový olej musí být zlikvidován v souladu se stanovenými předpisy.
• Nesplachujte do odpadu: Je přísně zakázáno vypouštět olej do kanalizace!

Závěr

Transformátorový olej je důležitým produktem rafinace ropy, který hraje klíčovou roli v elektroenergetice. ⚡ Může však být také nebezpečný pro lidské zdraví a životní prostředí. ⚠️

Je důležité mít na paměti:

• Transformátorový olej není určen pro domácí použití.
• Nepoužívejte olej k impregnaci dřeva nebo v hydraulických systémech.
• Při manipulaci s olejem dodržujte bezpečnostní pravidla.
• Použitý olej zlikvidujte v souladu se stanovenými předpisy.

Nejčastější dotazy

• Lze transformátorový olej použít k mazání dílů jízdních kol? řetězy?

Ne, kategoricky nesmí! Transformátorový olej není určen pro mazánía může také poškodit součásti jízdního kola.

V některých případech, jeden může, ale až po speciální zpracovává se, protože olej obsahuje škodlivé nečistoty.

Kontaktujte specializované Společnost, zabývající se likvidací odpadních olejů.

Ano, olej skladujte v garáži nebezpečné, protože se může vznítit.

• Lze transformátorový olej použít k impregnaci dřevěných dílů? podlah?

Ne, kategoricky nesmí! Olej obsahuje škodlivé látky. látky, které mohou uvolňovat toxické látky pára, zdraví nebezpečné.