天然エステル変圧器油: 火災安全および過負荷のためのエステル流体変圧器の指定

先月私の机に届いた仕様書には、設計上の決定事項として「流体: 天然エステル」という 4 つの単語が記載されていました。熱クラス、タンクタイプ、負荷基準はありません。部隊はダウンタウンの金庫室に進入しようとしていたが、そこでは消防保安官がすでに鉱物油を拒否していた。

その行を書いた人は誰であれ、正しい直感と間違った事務処理を持っていました。天然エステル変圧器油鉱物油に別の液体を注いだものではありません。液体によって、紙の熱限界、タンクの呼吸方法、メンテナンス担当者がオイルサンプルから何を読み取るべきか、そして見積書がどのようなものになるかが変化します。その 1 行から 4 つの決定が続き、それらは、エステル流体変圧器返済するか、静かに容量を犠牲にします。

天然エステル変圧器油の正体

ベース流体はトリグリセリドであり、電気サービス用に精製および安定化されています。大豆と菜種が通常の原料であり、その分子は鉱物油のパラフィン鎖よりも重く、はるかに極性が高い。その極性はマーケティングの詳細ではありません。これは、流体が水を保持する理由、特定のエラストマーを攻撃する理由、タンク内で何か問題が発生したときに異なるガスの兆候が生成される理由を説明します。

欧州仕様は、IEC 62770:2024、そして設計上の1つの結果については率直である：天然エステルは空気にさらされると劣化するため、その使用は密閉されたユニット、または膜または同等のシステムによって大気から保護された保存タンクに限定される。その文を思考から削除すると、液体を維持するタンクを指定せずに液体を指定したことになります。

北米では、受付とメンテナンスは次のように行われます。IEEE C57.147-2018ASTM D6871と並んでいます。新しい流体の場合、IEC 60156 に基づく、含水量が 200 mg/kg 以下で、2.5 mm ギャップ全体の絶縁破壊電圧が少なくとも 35 kV であることを意味します。これらは流体認証番号です。これらは変圧器の銘板に記載されておらず、そこに記載されているサプライヤーは規格を理解していません。

Fire Point はあなたの場所を変える数字です

鉱物油は約 155 度でフラッシュし、165 度付近で発火点に達します。変圧器のサービスで使用される天然エステルは通常、320 ～ 330 度で発火点が 350 ～ 360 度であり、これがクラス K、難燃性、高発火点の分類を保持している理由であり、確立された製品が FM 承認と UL リストを保持している理由です。FR3流体技術データシート出発します。

この温度差により、変圧器のお金ではなく建設のお金が買われます。法令では、難燃性の液体を鉱油とは別に扱っており、管轄区域に応じて、その違いは保管庫、耐火性の分離、またはスプリンクラースコープとして現れます。屋内を引用すると耐火変圧器病院、大学、または中継変電所の場合、火災コンサルタントは誰かが kVA について尋ねるずっと前に火災点を尋ねます。私たちのメモNEC 450 ボールト ルールと NFPA 850 の分離コードが実際に必要とするものをカバーします。

正直な注意点が 1 つあります。これは、すべての設計レビューで取り上げられるためです。エステル液はプールの火災を消します。火災の危険性がなくなるわけではありません。発火源が存在する場合、アーク発生時に発生したガスも発火する可能性があります。エステルユニットを耐火性と称するサプライヤーは、規格にないことを言っているのです。

湿気の挙動がエンジニアリング上の真の違いである

セルロースは加水分解によって老化しますが、加水分解には水が必要です。鉱物油は室温で約 50 ppm で飽和するため、余分な水分は紙に移行してそこに留まります。天然のエステル変圧器油は数百 ppm で飽和し、セルロースから水を引き続けます。そのため、加速老化作業では、同じ温度で鉱物油よりもエステルの方が紙の寿命が 5 ～ 8 倍長いことが報告されています。

ここでメンテナンスチームが巻き込まれます。エステルユニットから 300 ppm の水分を測定したサンプルは、鉱物油ユニットの場合に発生する警報ではありません。鉱物油テーブルを適用する作業員は、乾燥の必要のない変圧器の乾燥を開始します。エステルユニットは異なるガスプロファイルを生成し、別の解釈ガイダンスが必要となるため、溶存ガス分析でも同様の調整が必要です。サンプリング面については、変圧器油の水分制限の説明.

酸価は、販売パンフレットでは誰も言及していないカウンターウェイトです。エステルは抑制された鉱油よりも早く酸化するため、酸価と散逸率は耐用年数の早い段階で変化し、最初の 2 年間は毎月の傾向を把握する価値があります。

サーマルクレジットと粘度ペナルティ

サーマルクラスは、流体が効果を発揮し始める場所です。熱的に強化されたクラフト紙を使用し、天然エステル変圧器油熱クラス 120 ではなく 140 を保持し、計算上の寿命を犠牲にすることなく、平均巻線上昇を約 15 ～ 20 度高くすることができます。それは本物の容量クレジットです。 2,000 kVA ユニットは、鉱物油ツインよりも多くの負荷を運ぶことができ、50 度の現場では同じ負荷をより余裕を持って運ぶことができます。

すると、液体が何かを取り戻します。粘度は 40 度で 32 ～ 34 mm²/s で、0 度では約 190 mm²/s まで上昇します。これは鉱物油の粘度の約 3 分の 1 です。熱は流体を通って巻線から放出されるため、流体が厚くなると自然対流が弱くなることを意味します。設計が ONAF または OFAF の場合は、ラジエーターの表面積が増え、ダクトのクリアランスが大きくなり、ポンプの揚程も大きくなります。鉱物油ラジエーターの描画を維持し、液体のみを変更する予算見積もりでは、約束された計算よりも高温で動作するユニットになります。

コールド スタートは、同じプロパティのもう一方のエッジです。 -21 度付近の流動点は、通電後の最初の数時間の -20 度の長いラジエーターバンクでの圧力降下をモデル化するまでは快適に見えます。カナダと北欧のサイトでは、定常状態の評価だけでなく、その過渡状態もチェックします。

Ester プロジェクトが失敗する 4 つの原因

自由呼吸タンク。液体には密閉タンクまたは膜で保護された保存装置が必要です。油保存システムを変更せずに自由呼吸ユニットを改造すると、火災の議論が正当化できるよりも早く液体が酸化します。

エラストマーとの互換性。エステルは一部のニトリルゴムを侵します。ガスケット、ブッシング、バルブパッキンは流体に合わせて選択する必要があり、以下で説明するように、破損は鋼ではなくボルト接合部で発生します。変圧器の油漏れがガスケットから始まる理由.

レトロフィル演算。残留鉱油、浮き上がったスラッジ、およびテストされていない紙は、改修が失敗する 3 つの原因です。メーカーは、25 kV 以下で最大 7,500 kVA までの配電ユニットのレトロフィル手順を公開していますが、それらの手順は、単純な排水と充填ではなく、前後のサンプリングを前提としています。

コストの予想が逆算される。液体には 1 リットルあたり鉱物油の数倍の費用がかかり、タンクやブッシュを交換しても機器の請求書に記載されている費用は回収されません。普通のエステル流体変圧器サイトの配置、読み込み、紙の使用期間を通じて返済するか、まったく返済しません。

レトロフィルか、それとも新規購入か?

タンクが健全で、紙が新しく、制約が場所である場合、レトロフィルは理にかなっています。保管庫の撤去が必要な屋内ユニット、水路の上にある漏水ユニット、保険会社が現在問題にしている変電所などです。それらの場合、エステル流体変圧器変換は、再構築というよりも、受け入れテストを伴う管理されたオイル交換に近いものです。

サーマルクレジットが必要な場合、既存の用紙がすでに寿命に近づいている場合、またはユニットが UL または CSA に対してシステムとして認定される必要がある場合は、新しいビルドが優先されます。火災分類を取得するために 30 年前の変圧器を改造することは、間違った資産にお金を費やすことになります。

どちらの方法をとる場合でも、充填後 1 週間以内に含水量、絶縁破壊電圧、酸価、誘電正接、DGA ベースラインなどのテストを前後に行ってください。そのベースラインが、18 か月後に流動的な問題と曲がりくねった問題を分ける唯一のものです。

エステル充填ユニットの構築方法

Ryan Electric は 2007 年から変圧器を製造しており、2023 年からはイートンの合弁パートナーとして運営しています。これにより、180 セットを超える生産設備と 37 件の特許を備えた 120,000 平方メートルの施設で生産されるユニットの前にイートンの設計レビューが行われます。

すべてのエステル ユニットは、真空充填、圧力テスト、設計で必要な窒素ブランケットなど、密閉タンクとしてラインから出ます。流体は証明書上の IEC 62770 または ASTM D6871 に対して受け入れられ、絶縁破壊電圧は IEC 60156 に対して検証され、水分は 200 mg/kg 制限に対してチェックされ、ルーチンテストは損失測定と設計上の温度上昇タイプのテストを含む IEC 60076-1 に従います。北米のプロジェクトの場合、ユニットは UL または cULus リスト、およびカナダの CSA 認証を取得しており、これは保険会社や検査官が実際に読んでいる部分です。

としてパッドマウントトランスメーカーカナダと米国北部に出荷する場合、カタログに基づいてではなく流体に基づいてエンクロージャのサイズを決定します。IEEE C57.12.28 耐タンパー性、ANSI 61 仕上げ、および粘度が要求する追加の冷却面です。パッドのデザインとクリアランスは当社の資料に記載されています。三相パッドマウント変圧器のページ.

RFQに何を記入するか

これらの議論のほとんどは、開始前に 6 行で解決されます。熱クラスの基礎、設計環境と高度、石油保存システムを含むタンクの種類、周期的なピークを伴う積載プロファイル、改修または新規建造、および火災戦略です。耐火変圧器満足させるためのものです。

液体標準にも名前を付けます。 「天然エステル」自体により、サプライヤーは一般的な仕様を満たすが、メンテナンス プログラムに記載されている許容限界を満たさない液体を供給できます。あ天然エステル変圧器油項目は、好みではなく、購入仕様のように読む必要があります。

を指定する場合は、天然エステル変圧器油今四半期のプロジェクトの場合は、積載リストと設置場所の制約をお送りください。としてパッドマウントトランスメーカー両方の液体タイプを同じラインで構築する場合、エステルとミネラルの 2 つのデザインを、損失、寸法、射撃スコープの違いを並べて価格設定して返すことになるため、決定は液体のマーケティングではなく数字に基づいて行われます。 Ryancustomerinquiry@redq.cc のチームにご連絡いただくか、お問い合わせフォームからご連絡ください。

著者について

このガイドは、中国江蘇省海安市の Ryan Electric の変圧器エンジニアリング チームによって作成されました。このチームは、IEC 60076 および IEEE C57 要件に準拠した油浸、乾式、およびパッド取り付けユニットを設計し、UL および CSA 認証プログラムをサポートし、仕様から工場での受け入れテストと現場での試運転までバイヤーと協力して作業します。技術的な質問は Ryancustomerinquiry@redq.cc まで直接お問い合わせください。