biuro@wasztan.pl

570-406-700

jakie jest zastosowanie oleju transformatorowego

Zastosowanie oleju transformatorowego

Autor: mgr inż. Sebastian Wasztan 

Olej elektroizolacyjny pełni kluczową rolę w utrzymaniu sprawności transformatorów elektroenergetycznych. Przyjmuje się, że ok. 70% zjawisk zachodzących w jednostkach ma swoje przełożenie na zmiany parametrów oleju, dlatego też jego właściwości są analizowane podczas oceny stanu technicznego urządzeń. 

Głównym zadaniem oleju w transformatorach jest zapewnienie izolacji elektrycznej pomiędzy elementami  urządzenia pod napięciem  oraz skuteczne odprowadzanie ciepła generowanego w procesie transformacji energii elektrycznej. Dobrej jakości olej transformatorowy charakteryzuje się wysoką odpornością na utlenianie, stabilnością chemiczną i doskonałymi właściwościami dielektrycznymi.

Do dodatkowych funkcji oleju w transformatorach należą:

  • gaszenie łuku elektrycznego w przełącznikach zaczepów (podobciążeniowych) oraz
    w awaryjnych stanach, tj. przy przepięciach i wyładowaniach niezupełnych,
  • zapobieganie korozji elementów zanurzonych w oleju,
  • zwiększenie wytrzymałości dielektrycznej izolacji celulozowej uzwojeń i jej impregnacja,
  • ochrona izolacji stałej przed zawilgoceniem i utlenianiem.

W tym artykule przyjrzymy się właściwościom oleju transformatorowego, jego rodzajom, wymaganym badaniom oraz zastosowaniu w przemyśle transformatorowym.

Co to jest olej transformatorowy?

Olej transformatorowy, to specjalistyczna ciecz elektroizolacyjna wykorzystywana
w energetycznych transformatorach olejowych oraz aparaturze rozdzielczej.
W wielu opracowaniach i handlu mogą być używane zamiennie dla oleju transformatorowego również inne nazwy, np. olej dielektryczny lub olej elektroizolacyjny. Należy zwrócić uwagę, że oleje transformatorowe znacząco się od siebie różnią i nie mogą być wybieranie jedynie na podstawie kryterium ceny. 

Olej transformatorowy jest niezastąpionym składnikiem każdego transformatora olejowego. 

olej transformatorowy - zastosowanie

Rodzaje olejów transformatorowych

Wśród najpopularniejszych rodzajów oleju wyróżniamy: oleje mineralne, oleje syntetyczne oraz oleje na bazie estrów roślinnych. Każdy z nich ma swoje specyficzne właściwości, które decydują o jego przydatności w określonych warunkach.

  • Olej mineralny – najczęściej stosowany typ oleju transformatorowego, pozyskiwany
    z rafinacji ropy naftowej. Charakteryzuje się on dobrą stabilnością temperaturową oraz wydajnością w normalnych warunkach eksploatacyjnych.
  • Olej syntetyczny na bazie estrów – produkuje się go z estrów jedno, bądź wielowodorotlenowych alkoholi oraz jedno lub wielozasadowych alifatycznych lub aromatycznych kwasów karboksylowych. Produktami rozpadu oleju są woda
    i dwutlenek węgla. 
  • Olej na bazie estrów roślinnych – nowoczesna alternatywa, której główną zaletą jest pozyskiwanie ze źródeł odnawialnych, biodegradowalność oraz mniejsze ryzyko wybuchu pożaru w przypadku uszkodzenia transformatora.

Oleje transformatorowe mogą być produkowane jako inhibitowane lub nieinhibitowane. 

Oleje nieinhibitowane cechują się śladową ilością inhibitora (do 0,008%). 

W olejach inhibitowanych zawartość inhibitora przyjmuje się na poziomie 0,008% – 0,4%. 

Celem stosowania inhibitorów jest zapobieganie powstawaniu związków tlenowych
i pogarszaniu właściwości oleju w trakcie eksploatacji oraz zachowanie stabilności termicznej.  Olej inhibitowany stosuje się w normalnych i trudnych warunkach pracy transformatorów, np. przy wysokich temperaturach otoczenia. Wg normy 60296:2020 olej inhibitowany jest zaliczany do cieczy dielektrycznych typu B. 

Najczęściej kadzie transformatorów są napełniane olejem mineralnym. Cechuje się on dość niską temperaturą zapłonu i jest łatwopalny. Olej ten w przypadku przedostania się do gleby lub zbiorników wodnych powoduje ich skażenie i ulega powolnemu rozkładowi. 

Alternatywę dla oleju mineralnego stanowi olej syntetyczny na bazie estrów.
Używa się go w jednostkach, gdzie ochrona środowiska przed skażeniem i względy ochrony przeciwpożarowej są kluczowe. Charakteryzuje się on małą toksycznością, wysoką biodegradowalnością oraz wysoką temperaturą palenia. 

Oleje syntetyczne wykazują szczególną cechę – pochłaniają z celulozy duże ilości wilgoci. Dla przykładu olej MIDEL 7131 może absorbować do 600 ppm wody bez zmniejszenia napięcia przebicia.

Najbardziej przyjazny środowisku jest olej transformatorowy na bazie estrów roślinnych. Aktualnie nie jest on jeszcze szeroko stosowany w Polsce i prowadzone są nad nim badania. Pozyskuje się go z nasion roślin oleistych. Jako jedyny z omawianych wyżej olejów pochodzi z zasobów odnawialnych. Olej roślinny posiada zadowalającą trudnopalność. 

Wybór odpowiedniego oleju zależy od specyfiki instalacji oraz wymagań dotyczących bezpieczeństwa, wydajności chłodzenia i ochrony środowiska.

Badanie oleju transformatorowego

Olej transformatorowy dla zapewnienia odpowiednich warunków pracy transformatorów musi być poddawany regularnym badaniom. Należy przez to rozumieć: 

  • badania fizykochemiczne pełne lub skrócone,
  • badania zawartości gazów rozpuszczonych w oleju (DGA),
  • badania zawartości furanów w oleju,
  • badania zawartości polichlorowanych bifenyli PCB. 
rodzaje oleju transformatorowego

Podsumowanie

W celu zapewnienia niezwodnej pracy rozdzielczych urządzeń energetycznych konieczne są okresowe badania oleju transformatorowego. W wielu przypadkach podczas długotrwałej eksploatacji transformatorów olej ulega starzeniu i traci właściwości. 

Należy pamiętać, że oleje mineralne mają tendencję do wydzielania gazów i rozkładu chemicznego pod wpływem wyładowań niezupełnych, dlatego też kluczowe jest regularne prowadzenie badań oleju na DGA. Wczesne wykrycie defektów i wad transformatorów umożliwia ich naprawę lub wyłączenie z ruchu jeszcze przed wybuchem i awarią katastrofalną. 

Przykład awarii małego transformatora przedstawia film dostępny pod adresem: https://www.youtube.com/shorts/hFE6wpqP_jI.

W większości przypadków zaleca się wykonywanie testów oleju transformatorowego. Transformatory i oleje należy badać!

Literatura

  1. Antosz. A., Oleje transformatorowe – stan aktualny i perspektywy rozwoju. Nafta-Gaz, tom R. 66 nr 3, Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, Kraków 2010,
    str. 222÷227.
  2. Oommen T., Lindgren S., Bubble evolution from transformer overload. IEEE/PES Transmission and Distribution Conf. Exposition, T.1, IEE, ISBN 0-7803-7285-9, Atlanta, GA, USA str. 137÷142.
  3. Kozak R., Stuchała F., Analiza oleju elektroizolacyjnego w celu wykrycia defektu transformatora. Urządzenia dla energetyki. https://www.urzadzeniadlaenergetyki.pl/technologie/analiza-oleju-elektroizolacyjnego-w-celu-wykrycia-defektu-transformatora/.
    Data dostępu 17.10.2024.
  4. Wasztan. S., Pomiary eksploatacyjne olejowych transformatorów SN/nN grupy III (cz. 1). Elektro Info. https://www.elektro.info.pl/ebooki/203588,e-wydanie-elektro-info-6-2024. Data dostępu 18.09.2024.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *