Режимы работы и скорость старения
Очевидно, что скорость старения определяется в первую очередь температурным (нагрузочным) режимом трансформатора. Повышение температуры на 6—7°С даже при отсутствии других факторов, ускоряющих старение, сокращает срок службы примерно в два раза. Постоянная нагрузка, близкая к номинальной в течение всего срока службы, вызывает интенсивное старение. В таком режиме работают большинство шунтирующих реакторов и генераторных (блочных) трансформаторов.
Вместе с тем принятая в СССР практика выбора блочных трансформаторов по условию коэффициента мощности coscp = 0,8 и без учета отбора мощности на собственные нужды обуславливает их фактическую нагрузку примерно на уровне 80% от номинальной, что создает значительный резерв ресурса изоляции.
Режим работы со сравнительно постоянной температурой масла существенно замедляет процессы проникновения кислорода и влаги в трансформаторах со свободным дыханием.
Температура является основным фактором окисления масла. Однако в некоторых случаях процессы старения масла и целлюлозы могут заметно продолжаться и при низких температурах под влиянием образовавшихся продуктов старения масла. В табл. 3 показан пример ухудшения показателей масла в автотрансформаторе АТД-ЦТН-200000/220, который был выведен из эксплуатации в резерв и хранился в течение 3 лет в отключенном состоянии.
Таблица 3. Ухудшение показателей старения масла и изоляции в процессе хранения трансформатора в отключенном состоянии
Показатели | После вывода в резерв | После 3-х лет хранения в отключенном состоянии |
Цвет, баллы | 4,5 | 5,0 |
Кислотное число, мгКОН/г | 0,088 | 0,109 |
Продукты старения по И К спектру, % | 3,5 | 8 |
Коэффициент полярности | 0,065 | 0,08 |
Содержание фурфурола, ррм | <0,5 | 0,8 |
Влияние защиты от окружающего воздуха и состояния изоляции
Повышенное содержание кислорода обуславливает значительное ускорение старения за счет интенсивного окисления масла, а также окисления целлюлозы. Следует ожидать существенно больший срок службы трансформаторов с пленочной и азотной защитами масла и предварительно дегазированной изоляцией за счет низкого содержания кислорода и влаги. Соответственно модернизация трансформатора с установкой, например, пленочной защиты может быть эффективным средством продления срока службы.
Повышенная влажность изоляции обуславливает наиболее интенсивное старение. В процессе работы трансформатора влажность витковой изоляции обычно существенно ниже, чем барьеров главной изоляции за счет более высокой температуры. Однако, изоляция обмоток может быть опасно увлажнена в процессе проведения ремонтов, что без достаточной последующей сушки может увеличить скорость старения более, чем на порядок.