變壓器油介損值超標(biāo)的原因分析及對策探討

胡湘娥(中山凱旋真空技術(shù)工程有限公司,廣東中山528478)

變壓器油介損值超標(biāo)的原因分析及對策探討

胡湘娥
(中山凱旋真空技術(shù)工程有限公司,廣東中山528478)

摘要:文章首先分析了可能導(dǎo)致變壓器油介損超標(biāo)的各類原因，接著提出防范措施，并就應(yīng)對介損超標(biāo)的處理辦法進(jìn)行概述，最后以某臺110kV變壓器為實例，詳細(xì)闡述其油處理的過程和工藝。文章的目的是希望為提升變壓器運維水平而拋磚引玉。

關(guān)鍵詞:變壓器油;介損超標(biāo);對策

0引言

變壓器的主要絕緣介質(zhì)是變壓器油。變壓器油的優(yōu)劣是通過介損因數(shù)來反映的。運行中，我們應(yīng)定期抽取油樣進(jìn)行介損測試或通過在線檢測設(shè)備進(jìn)行觀察，當(dāng)發(fā)現(xiàn)介損超標(biāo)時，應(yīng)及時進(jìn)行綜合分析，并采取合理、有效的方法來改善油質(zhì)。

1變壓器油介損超標(biāo)原因分析

介損指的是交變電場引起的泄漏電流的功率損耗。造成介損超標(biāo)的因素是多個層面的，既有外部因素，也有內(nèi)部因素，下面分別予以闡述。

1.1雜質(zhì)層面

變壓器內(nèi)部除了變壓器油之外，還有固體形式的絕緣材料(如絕緣紙)。這些絕緣材料中含有膠體粒子狀(直徑在10-9m~10-7m之間)的雜質(zhì)，隨著運行時間的增加，膠體粒子會逐漸析出并發(fā)生聚結(jié)，進(jìn)而在重力作用下形成沉淀。雖然這個過程比較慢，但終究是一種非平衡、非穩(wěn)定態(tài)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，當(dāng)沉淀物的比例達(dá)到0.02%，介質(zhì)電導(dǎo)會升高幾十倍，從而使絕緣油的介損超標(biāo)。另外，變壓器油在運輸、加注過程中，難免會混入塵埃顆粒，這也是雜質(zhì)的來源之一。

1.2變壓器結(jié)構(gòu)層面

變壓器器身是全密閉結(jié)構(gòu)，為了減少潛在滲漏點，一些設(shè)備廠家取消了凈油器(能產(chǎn)生虹吸)配置，這在一定程度上不利于變壓器油的穩(wěn)定。原因是：變壓器的絕緣部分或多或少會有水分存在，如配置有凈油器，將能在運行中“吸走”這部分水分，從而保證變壓器內(nèi)部絕緣的良好；反之則絕緣能力會下降。

1.3金屬離子層面

變壓器本體有不少銅質(zhì)構(gòu)件，在運行過程中不可避免地會發(fā)生磨損(如油泵軸或葉輪磨損)，有的還會產(chǎn)生腐蝕(如裸露銅引線)，這樣就會有一定數(shù)量的銅離子進(jìn)入到變壓器油中。另外，當(dāng)變壓器嚴(yán)重過載，其內(nèi)部銅質(zhì)繞組會異常發(fā)熱，使銅離子熔融到絕緣油中。以上兩類情況均會引起變壓器油介損升高。

1.4微生物層面

在變壓器安裝和大修過程中，如有厭氧、厭光類微生物浸入，則當(dāng)變壓器全部密封后，這些微生物會在變壓器油中生長、代謝和繁殖，進(jìn)而形成微生物膠體。由于這類膠體呈現(xiàn)電的非中性(或正或負(fù))，因此會增大油的電導(dǎo)值和電導(dǎo)損耗，也就是增大了介質(zhì)損耗。根據(jù)相關(guān)研究，微生物污染程度與油溫(負(fù)載)有關(guān)，一般50℃~70℃范圍為微生物的活躍區(qū)間。所以，有些介損超標(biāo)的變壓器到了冬季又恢復(fù)正常了。

1.5含水量層面

根據(jù)研究，當(dāng)純凈絕緣油的含水量在40mg/L以下時，油的介損影響不大；當(dāng)油的含水量超過60mg/L時，介質(zhì)因數(shù)會迅速上升。變壓器絕緣油的水分來源：①絕緣材料深層所殘留的水分(因經(jīng)歷干燥處理，所以量較少)；②運輸、安裝過程中保護(hù)措施不到位，使絕緣材料再度受潮；③運行中硅膠更換不及時，致使潮氣通過呼吸器滲入油面；④如油中存在溶解氧，則當(dāng)絕緣油溫度上升時(伴隨負(fù)荷上升)，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使油熱裂解為有機酸和水。綜上，有多種潛在可能會使變壓器油的水分超標(biāo)。

2防范對策和處理措施概述

2.1防范對策

管理層面：①加強變壓器投運前的全過程(包括制造、試驗、運輸、安裝等環(huán)節(jié))油務(wù)監(jiān)督，切實保證新油質(zhì)量；②投運后嚴(yán)格按照運行規(guī)程更換硅膠，操作瓦斯繼電器等。技術(shù)層面：①大力推行油色譜在線監(jiān)測，積極推動狀態(tài)檢修；②適時補加T501等抗氧化劑，以延緩油品老化。

2.2應(yīng)對介損增大的處理辦法

（1）換油。步驟依次為：1）放掉舊油；2）用合格油沖洗變壓器內(nèi)部；3)真空注油。該方法節(jié)省停電時間，適用于已運行較長時間、油質(zhì)已嚴(yán)重劣化的變壓器。該方法耗費相對較大，且對環(huán)保有消極影響，因此不推薦經(jīng)常使用。

（2）真空濾油。即利用真空濾油機對油進(jìn)行加熱循環(huán)。該方法僅能去除油中的機械雜質(zhì)、水分以及溶解氣體，對有機雜質(zhì)無能為力。??（3）再生處理。分吸附劑法和硫酸/白土法兩類。其中，吸附劑法又細(xì)分為接觸法和滲濾法。接觸法指在油中添加吸附劑，然后攪拌再生；滲透法指利用凈化器(裝有吸附劑)去滲濾油。吸附劑法一般處理介損超標(biāo)不嚴(yán)重的油。硫酸/白土法是先用硫酸去除多種老化產(chǎn)物，再用白土去除殘留，適用于介損超標(biāo)嚴(yán)重的油。

3基于110kV變壓器的案例

某省1臺110kV主變于2006年7月投產(chǎn)，2012年5月對變壓器進(jìn)行周期試驗，情況為：擊穿電壓61.5kV，微水含量5.0mg/L，油色譜H2含量，介損8.233%。可見，主要呈現(xiàn)的問題是介損明顯超標(biāo)(正常要求≤2%)。

原因排查過程：①在變壓器套管、儲油柜等處未發(fā)現(xiàn)進(jìn)水跡象，說明變壓器密封良好，可排除受潮可能。②由油色譜分析可知，油的理化性能良好，說明油未老化。③先后采用真空濾油機和壓力式濾油機進(jìn)行處理，油的介質(zhì)變化不大，說明引起介損超標(biāo)的不是機械雜質(zhì)。④對變壓器吊罩，未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部臟污及異物。

由上，我們推斷影響該臺主變介損數(shù)值的主要是溶膠類雜質(zhì)。因此，選擇“真空濾油”+“再生處理”相串聯(lián)的方法來應(yīng)對。具體來說，就是選用白色粗孔硅膠作為再生劑，讓變壓器油先經(jīng)硅膠滲濾，然后進(jìn)入真空濾油環(huán)節(jié)。相關(guān)參數(shù)設(shè)置：油溫控制在62℃~67℃，真空度設(shè)定-0.08~-0.095MPa，再生-凈化時間控制為70h。

治理結(jié)果：介損由8.233%下降為1.112%，水分由5.0mg/L下降為4.1mg/L，擊穿電壓由61.5kV上升到64.2kV，其他如界面張力、閃點、酸值、PH值等均有所改善。變壓器的絕緣由此得到全面恢復(fù)。

4結(jié)語

針對變壓器油介損超標(biāo)，應(yīng)首先分析具體原因，然后再采取針對性措施。這樣才能兼顧停電時間與處理質(zhì)量，保證設(shè)備的長久安全運行。

參考文獻(xiàn):

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