500kV變壓器油介質損耗超標的處理

徐家擎華電國際鄒縣發電廠

500kV變壓器油介質損耗超標的處理

徐家擎
華電國際鄒縣發電廠

變壓器油介質損耗增大的現象在鄒縣電廠機組運行中多次出現，本文對其原因進行了分析，并在此問題的處理方法上進行了一定的研究。總結制定出的經驗與方法，使變壓器油的介質損耗問題在短時間內得到了很好的解決，取得了可觀的經濟效益。

變壓器油；介質損耗；藥粉濾紙；串聯利用

1 前言

鄒縣電廠500kV升壓站出線鄒魯線（鄒縣—魯中），在對其并聯電抗器進行油化驗時發現，油品的介質損耗因數超標，嚴重影響了安全運行。隨后聯系電抗器生產廠家前來處理，采用真空濾油機進行油過濾循環，但介損值無明顯下降。由于當時線路不允許長時間停電，又迫于無法找到更好的解決辦法，最后只能采取更換全部電抗器油的辦法。

雖然更換新油解決了此項問題，但所花費成本巨大，并且廢油的處理帶來了大量資源浪費及環境污染。我們經多方面研究匯總，總結制定出一套新的高介損油處理方案。為驗證新方案效果，遂決定對鄒魯線電抗器更換下來的高介損油品進行過濾處理試驗。本文根據現場實際處理情況，淺談一些自身的經驗和方法。

2 介損升高的原因分析

介質損耗是指變壓器油在交變電場作用下，引起的極化損失和電導損失的總和。油介質損耗是檢測變壓器油好壞的一種有效手段，介質損耗因數可以用下式表示：tgδ＝1.8×1012γ／εf；

式中γ—體積電導系數；ε—介質常數；f—電場頻率。

由上式可知，油的介質損耗因數正比于電導系數γ，因此分析油介質損耗因數超標的原因，也應主要從分析絕緣油的電導系數γ入手。主要有以下幾種：

（1）雜質的影響。變壓器在安裝過程中油品或固體絕緣材料中存在著塵埃等雜質，運行一段時間后，膠體雜質漸漸析出，并由小變大，當超出膠體范圍時因重力作用而沉積，從而導致介損值增大。

（2）微生物污染的影響。變壓器微生物細菌感染主要是在安裝和大修中細菌類生物浸入所造成的。由于微生物都含有豐富的蛋白質且其本身就有膠體性質，而微生變壓器物膠體都帶有電荷，所以電導損耗也增大。

（3）金屬離子的影響。變壓器本體銅金屬構件的磨損或腐蝕、繞組銅導線嚴重過熱或燒損等都會使銅離子溶入到油中，使變壓器油中銅離子濃度增高，導致介損的升高。

（4）含水分的影響。變壓器等電器設備的制造過程中絕緣材料雖經干燥處理，但其深層仍殘留水分；另外，變壓器固體絕緣材料和變壓器在運行過程中，由于變壓器油氧化熱裂解生成機酸和水，這都將導致油中水分超標。

電抗器生產廠家現場進行處理時，使用真空濾油機去除了其中的水分，而油介損并無明顯變化，由此可見引起介損升高的原因是另外三類物質的增多。

這部分物質，其直徑都在10-7m～10-9m之間，能通過普通過濾，因此處理由這種原因引起的油介損增大問題，我們采用了一種滲濾再生處理法。

3 處理過程及效果

本次我們采用真空濾油機和紙板式濾油機相串聯、藥粉濾油紙和紙板濾油機相結合的方式，同時將盛有廢油的兩油罐串入整個回路，其具體過程如圖一。

過程①：油從油罐一出來，進入真空PALL濾油機，利用二級真空裝置使油中的水分和氣體分離出來，并將油溫加熱至70℃左右，使油介損表現得更加充分。同時為保證整個油過濾過程再無其他膠體進入，嚴禁在各連接部位使用橡膠管路，此次我們采用抗高溫抗腐蝕的聚氯乙烯管有效的避免了此類問題的發生。

過程②：真空濾油機出來的油進出油罐二，油罐二對整個油的循環過程起到緩沖作用，有效控制了兩種濾油機的油速，避免了不同油流對真空濾油機和紙板濾油機的沖擊傷害。

過程③：進入滲濾再生處理階段

此次我們利用藥粉濾油紙進行滲濾處理，該濾油紙形狀及大小與普通濾油紙相同，所不同之處就是濾油紙中間有一層皺紋紙，皺紋紙內有絲棉，絲棉摻夾著白色粉沫（一種新型高效吸附劑，對膠體微粒和金屬離子有很好的吸附性能）。紙板濾油機中每次放32張，油溫控制在70℃。開始時由于介損較大，雜質較多，每隔2 h更換一次藥粉濾油紙，待油進行第二遍過濾時，更換濾油紙的時間間隔可延長至3h。隨著過濾遍數的增多，換紙時間可逐漸延長。

過程④：油體再次流入油罐一，進入下一個循環，油在兩罐之間進行反復過濾、吸附。

在處理油介損問題上，我們首次采用真空濾油機和紙板式濾油機相串聯、藥粉濾油紙和紙板濾油機相結合的方式。其兩者相互促進，互補優缺，過濾的效果比兩者單獨進行時大大提高。經過近十天的過濾，驚喜的發現廢棄油的介質損耗因數達到重新利用標準，說明此次過濾效果非常成功，證明過濾方案實用可行。

圖一

4 該項目與當前國內外同類技術研究的綜合比較

目前處理油介損增大的方法，主要有以下幾種：

（1）真空濾油機串聯帶有普通濾紙的紙板濾油機。可去除油品中的大顆粒雜質、水分和氣體，但對較小的膠體粒子過濾效果不太明顯。

（2）使用“801”顆粒吸附劑。用真空濾油機將變壓器油加熱并送到盛“801”吸附劑的油罐中，但為防止吸附劑進入變壓器油中,最后還要用濾紙將浸泡后的變壓器油進行過濾。其優點是：效果明顯，凈化徹底。缺點是：操作繁瑣，吸附劑配置比例不好控制，易造成二次污染。

（3）使用AL2O3吸附劑。其優點是：變壓器各部位油都能得到充分處理，效果明顯。缺點是：其價格昂貴，且整個過程持續太久,約半年左右才有效果。

與此相比，我們采用的真空濾油機和紙板式濾油機相串聯、藥粉濾油紙和紙板濾油機相結合的方法有以下特點：（1）不但能去除雜質、水分和氣體，而且較小的膠體粒子也能過濾掉。（2）方法簡單，易于控制。（3）經濟實用，見效快。

5 結束語

引起介質損耗增大的原因有很多，處理方法不唯一，各單位應視自己的過濾設備條件，對設備熟練掌握的程度等因素決定采用何種辦法來處理。我們采用的方法是一種技術創新，可以為同行在處理相似問題時提供借鑒與參考，也希望得到同行的批評指正，讓其不斷完善成熟。

[1]陳天翔,王寅仲編著.電氣試驗[M].中國電力出版社,2005.

[2]董其國編著.電力變壓器故障與診斷[M].中國電力出版社, 2001.

徐家擎（1987-），男，山東鄒城人，本科，助理工程師，從事電氣檢修工作。