Зміна показників паперово-масляної ізоляції силових трансформаторів в умовах довготривалої експлуатації

Abstract

Запропоновано модель зміни параметрів паперово-масляної ізоляції при впливі кліматичних умов експлуатації силового трансформатора. Ремонти та профілактичні роботи, зміни добових та середньорічних параметрів температури призводить до зміни фізико-хімічних властивостей паперово-масляної ізоляції. Перебування в умовах знижених температур призводить до втрати рухливості трансформаторного масла, яка супроводжується кристалізацією парафінових вуглеводнів, що утворюють кристалічну сітку, всередині якої утримуються рідкі вуглеводні масла. При зниженні температури невелика кількість утвореного твердого парафіну різко підвищує температуру застигання і сприяє подальшому збільшенню в’язкості масла. При довготривалій експлуатації розміри кристалів збільшуються, ступінь їх упорядкованості збільшується оскільки в паперово-масляній ізоляції міститься до 10 % трансформаторного масла, то процеси парафінування паперових і міжшарових прошарків масла в основному визначаються хімічними процесами в маслі, та інтенсивністю парафінування поверхні паперу, залежної від ступеню її полярності. Більш щільні сорти паперу володіють слабким зчепленням з парафіном; менш щільні, типу К-120, парафуються на більшу глибину. Парафінування паперово-масляної ізоляції призводить до зміни її властивостей, коли парафін, що відклався всередині та на поверхні переводить її з розряду гідрофільних до гідрофобних. Витіснена з паперу волога разом з емульсованою вологою з масла скупчуються у проміжках розпушеного паперу, створюючи умови збільшення струмів витоку та збільшення кута діелектричних втрат. Такі зміни у структурі паперово-масляної ізоляції впливають на форму та спектр часткових розрядів, збільшуючи частку низькочастотних складових від наскрізних розрядів між шарами паперу.

A changes model of paper-oil insulation parameters under the climatic conditions influence of a power transformer exploitation is proposed. Repairs and preventive works, changes in daily and average annual temperature parameters lead to changes in the physical and chemical properties of paper-oil insulation. Staying at low temperatures results in the mobility loss of the transformer oil, which is accompanied by paraffinic hydrocarbons crystallization, which form a crystalline network, within which liquid hydrocarbon oils are contained. By lowering the temperature, the small solid paraffin amount formed dramatically increases the freezing point and further increases the oil viscosity. With long-term exploitation the crystal size increases, the ordering degree increases because the paper-oil insulation contains up to 10% of transformer oil, the initialization processes of paper and oil interlayers are mainly determined by the chemical processes in oil, and the paraffin polarity intensity. The denser paper grades have poor adhesion to paraffin; less dense, type K-120, initialed to greater depth. Initialisation of paper-oil insulation leads to change of its properties when the paraffin which is deposited inside and on a surface transfers it from the category hydrophilic to hydrophobic. Moisture displaced from the paper together with the emulsified moisture from the oil accumulate in the paper looseness, creating conditions for increasing leakage currents and increasing the dielectric loss angle. Such changes in the paper-oil insulation structure affect the shape and partial discharges spectrum, increasing the low-frequency components fraction from the through discharges between paper layers.