Хисматуллин А.С., Алтынбаева А.А., Гареев Д.Р. Теоретическое обоснование применения барботажной обработки трансформаторного масла с использованием элегаза - Журнал «Электротехнические системы и комплексы»

Аннотация

В работе рассмотрена возможность применения барботажной обработки трансформаторного масла пузырьками элегаза в качестве одного из перспективных способов удаления влаги и механических примесей без слива масла из бака трансформатора. Цель исследования заключается в теоретическом обосновании предлагаемого метода на основе математического моделирования гидродинамических и массообменных процессов, сопровождающих движение газовых пузырьков в минеральном трансформаторном масле. Для достижения поставленной цели использованы методы математического моделирования гидродинамики барботажа, аналитические зависимости массопереноса между газовой и жидкой фазами, а также теоретический анализ процессов флотационного извлечения механических примесей. Выполнена оценка влияния диаметра пузырьков, расхода элегаза и продолжительности обработки на эффективность удаления влаги и твердых загрязнений. По результатам расчетов определены диапазоны технологических параметров, при которых может быть обеспечена наиболее высокая эффективность процесса. Полученные оценки свидетельствуют о возможности снижения влагосодержания масла, повышения его электрической прочности и удаления значительной части механических примесей при сохранении химической стабильности масла благодаря использованию химически инертного рабочего газа. Показано, что барботажная обработка может рассматриваться как самостоятельный способ обработки масла для отдельных условий эксплуатации или как предварительная стадия комплексной технологии регенерации, включающей вакуумную дегазацию, фильтрацию или адсорбционную очистку. Полученные результаты имеют теоретический характер и могут быть использованы при создании опытно-промышленных барботажных установок, а также при планировании последующих экспериментальных исследований, направленных на проверку расчетных зависимостей и уточнение технологических параметров процесса.

Ключевые слова

трансформаторное масло, очистка, барботаж, элегаз, пузырьки газа, диэлектрические свойства, дегазация, влагосодержание, пробивное напряжение, механические примеси, надежность трансформаторов, безотходная технология, ресурсосбережение, математическое моделирование, электроизоляционные материалы

Хисматуллин Азат Салаватович – канд. физ.-мат. наук, доцент, кафедра электрооборудования и автоматики промышленных предприятий, институт нефтепереработки и нефтехимии, Уфимский государственный нефтяной технический университет в г. Салавате, Салават, Республика Башкортостан, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0001-6397-2278

Алтынбаева Алина Альбертовна – студент, кафедра электрооборудования и автоматики промышленных предприятий, институт нефтепереработки и нефтехимии, Уфимский государственный нефтяной технический университет в г. Салавате, Салават, Республика Башкортостан, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Гареев Давид Ринатович – студент, кафедра электрооборудования и автоматики промышленных предприятий, институт нефтепереработки и нефтехимии, Уфимский государственный нефтяной технический университет в г. Салавате, Салават, Республика Башкортостан, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

1. ГОСТ 982-80. Масла трансформаторные. Технические условия. Введ. 1982-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1980. 6 с.

2. РД 34.43.105-89. Методические указания по эксплуатации трансформаторных масел. Введ. Ё989-12-01. М.: СПО Союзтехэнерго, 1989.

3. Хисматуллин А.С., Коныс Е.М. Быстрый способ охлаждения маслонаполненных трансформаторов // Новости науки Казахстана. 2018. № 3 (137). С. 107-121.

4. Баширов М.Г., Хисматуллин А.С., Камалов А.Р. Исследование изменения теплопроводности масла при барботаже в системе охлаждения силовых трансформаторов // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С. 338-343.

5. Баширов М.Г., Хисматуллин А.С., Камалов А.Р. Разработка метода повышения эффективности охлаждения силовых масляных трансформаторов // Главный энергетик. 2016. № 11. С. 7-10.

6. Хисматуллин А.С., Сураков М.Р., Сынтимиров А.А. Повышение охлаждения масляных силовых трансформаторов путем барботажа пузырьков элегаза // Инженерная физика. 2017. № 6. С. 27-31.

7. Кривецкий И.В. Дискретное и частотное управление охлаждением силовых трансформаторов и повышение энергетической эффективности систем охлаждения трансформаторов распределительного комплекса // Энергия единой сети. 2023. № 5-6 (71). С. 54 -58.

8. СТО 70238424.27.100.053-2013. Энергетические масла и маслохозяйства электрических станций и сетей, организация эксплуатации и технического обслуживания, номы и требования. М., 2013. 159 c.

9. Пат. 2245901 Российская Федерация, МПК C 10 M 175/02. Способ очистки отработанных минеральных масел / Власкин А.Т., Пикалов И.И.; заявители Власкин А.Т., Пикалов И.И. № 2003134839/04, заявл. 03.12.2003, опубл. 10.02.2005.

10. Методика определения электрической прочности изоляционных материалов в ячейках малого объема / А.В. Прокудин, В.И. Сафонов, А.В. Коржов, Р.М.О. Бабаев, В.А. Млоток // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2025. Т. 25. № 4. С. 14-21. doi: 10.14529/power250402.

11. Волчанина М.А., Кузнецов А.А., Горлов А.В. Повышение достоверности диагностирования силовых трансформаторов в условиях сезонных изменений температуры // Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 4 (53). С. 33-38. doi: 10.18503/2311-8318-2021-4(53)-33-38

12. Investigation on micro-mechanism of palm oil as natural ester insulating oil for overheating thermal fault analysis of transformers / H. Zheng, X. Li, Y. Feng, H. Yang, W. Lv // High voltage. 2022. Vol. 7. No. 4. Pp. 812-824. doi: 10.1049/hve2.12182.

13. Kolesnikov I.E., Korzhov A.V., Gorshkov K.E. Digital program for diagnosing the status of a power transformer // Proceedings 2020 Global Smart Industry Conference (GloSIC). IEEE, 2020. Pp. 315-321. doi: 10.1109/GloSIC50886.2020.9267867.

14. Пат. 235232 Российская Федерация, МПК B 01 F 23/231. Устройство для барботажа газов в жидкость / Зотов Ю.Л., Голованчиков А.Б., Шишкин Е.В., Асеев П.С.; заявитель ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет». № 2025110792, заявл. 25.04.2025, опубл. 25.06.2025.

15. Лавров Н.А., Скорнякова Е.А. Моделирование процессов очистки жидкости от растворенного в ней газа при барботаже // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2010. № S1. С. 155-160.

16. Совершенствование методов оценки технического состояния силовых трансформаторов / М.Г. Баширов, И.В. Прахов, А.С. Хисматуллин, И.Г. Хуснутдинова // Промышленная энергетика. 2018. № 7. С. 2-10.

17. Баширов М.Г., Минлибаев М.Р., Хисматуллин А.С. Повышение эффективности охлаждения силовых масляных трансформаторов // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2014. № 2. С. 347-357.

18. Адсорбционная очистка отработанного трансформаторного масла с использованием промышленных монтмориллонитсодержащих сорбентов / Е.О. Коваль, М.С. Богомолов, Э.А. Майер, В.Г. Бондалетов // Известия Томского политехнического университета. 2007. № 3 (310). С. 86-89.

19. Салихов Т.П., Кан В.В., Юсупов Д.Т. Очистка трансформаторного масла адсорбентами в сочетании с керамической мембраной // Энергобезопасность и энергосбережение. 2016. № 3. С. 37-41. doi: 10.18635/2071-2219-2016-3-37-41.

20. Влияние присутствия трансформаторного масла в силикагеле на сорбционные свойства / В.В. Самонин, В.Н. Соловей, М.Л. Подвязников, О.И. Самонина // Сорбционные и хроматографические процессы. 2025. Т. 25. № 1. С. 26-34. doi: 10.17308/sorpchrom.2025.25/12791.

21. Присяжнюк А.Н., Маловец А.Б. Регенерация масла в силовых трансформаторах без вывода их из работы // Электрические станции. 2013. № 7 (984). С. 38-42.

22. Колесников И.Е., Коржов А.В., Горшков К.Е. Единая модель цифровой диагностики состояния силового трансформатора // Приборы. 2021. № 3 (249). С. 51-56.

23. Leivo S., Leppanen J., Aronniemi M. Effect of Moisture on the Dielectric Strength of Insulation Liquids // 2023 IEEE 22nd International Conference on Dielectric Liquids (ICDL). IEEE, 2023. Pp. 1-4. doi: 10.1109/ICDL59152.2023.10209338.

Хисматуллин А.С., Алтынбаева А.А., Гареев Д.Р. Теоретическое обоснование применения барботажной обработки трансформаторного масла с использованием элегаза // Электротехнические системы и комплексы. 2026. № 3(72). С. 15-21. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2026-3(72)-15-21

JATS XML

Подробности: Опубликовано: 06 октября 2026 г.; Обновлено: 06 октября 2026 г.; Просмотров: 23