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变压器油介损超标原因的分析

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来源:仪天成电力  时间:2017/12/06  阅读:

       1 前言
  介质损耗是指变压器油在交变电场作用下,引 起的极化损失和电导损失的总和。介质损耗因数能反映变压器绝缘特性的好坏,反映变压器油在电 场、氧化和高温等作用下的老化程度 ,反映油中极性杂质和带电胶体等污染的程度。在变压器长期使 用过程中,通过介质损耗因数试验,可反映变压器 油的运行状况。
  2 引起介损超标原因分析
  (1)杂质的影响。变压器在安装过程中油品或 固体绝缘材料中存在着尘埃等杂质,运行一段时间后,胶体杂质渐渐析出。胶体粒子直径很小(一般为 10-gin~10 m),扩散慢,但有一定的活动能量。粒子可自动聚结,由小变大,为粗分散系,处于非平衡的 不稳定状态,当超出胶体范围时,因重力作用而沉 积。油中存在溶胶后,沉淀物超过0.02%时,便可能 引起电导超过介质正常电导的几倍或几十倍,从而 导致介损值增大。

   (2)变压器结构的影响。从变压器制造结构上分析,目前有的变压器制造厂家从变压器减少渗漏 油角度考虑取消了净油器(热虹吸器),对变压器油介质损耗因数的增大有一定的影响。如果变压器上 装有净油器有利于绝缘油质量的稳定,可以在变压器运行过程中“吸出”绝缘内部水分,改善绝缘的电 气性能,从而减缓了绝缘中水分的增加。

   (3)微生物污染的影响。微生物细菌感染主要是在安装和大修中细菌类生物浸入所造成的。由于 污染所致,在油中含有水、空气、炭化物、有机物、各种矿物质及微量元素,因而构成了菌类生物生长、 代谢和繁殖的基础条件。由于微生物都含有丰富的蛋白质其本身就有胶体性质,因此微生物对油的污 染实际是一种微生物胶体的污染,而微生物胶体都带有电荷,使油的电导增大,所以电导损耗也增大。 变压器油处在全密封、缺氧和无光的器身中, 油中存在的微生物厌氧和厌光。对放置较长时间后进行介损测试,特别是在无色透明玻璃瓶中放置 的,其介损值会变小。 变压器在不同时期内所带负载不同、运行油温不同,微生物在不同温度下繁殖速度也不同,油温 在 50~C~70~C范围内运行,繁殖速度快,所以介损相对增加较快。故温度对油中微生物的生长及油的 性能影响很大,一般冬季的介质损耗因数比较稳 定。

   (4)金属离子的影响。变压器本体铜金属构件 的磨损或腐蚀 (如油泵轴或叶轮磨损、裸露的铜引线腐蚀)、绕组铜导线严重过热或烧损等都会使铜 离子溶入到油ff1,使变压器油中铜离子浓度增高, 导致介损的升高。

   (5)含水量的影响。变压器等电器设备的制造 过程中绝缘材料虽经干燥处理,但其深层仍残留水 分,如果在运输和安装过程中保护措施不当,会使绝缘材料再度受潮 ,运行中呼吸系统进潮气 ,并通 过油面渗入油内。另外,固体绝缘材料和变压器在运行过程中,由于变压器油氧化热裂解而生成水 分 ,绝缘油在运行温度下并有溶解氧存在时,其氧 化作用会加快,产生有机酸和水,这都将导致油中 水分超标。对于纯净的油来说,当油中含水量较低 (如 30mg/L-40mg/L)时,对油的介质损耗的影响不大,但当油中含水量大于60mg/L时,其介质损耗因 数急剧增加。
  3 防范措施
  (1)加强对变压器在制造 、出厂试验、运输和安装过程的监督,特别要防止因杂质混入油中而带入 主变压器内,导致变压器投运后短时间内出现变压器油介质损耗快速上升的现象。通过对大型变压器 安装过程中的油务监督,在一定程度上可以减小因 新油油质不良而引起变压器故障。

   (2)由于变压器油在运行中可使温度达到 60℃~80℃,变压器油在与空气或潮气接触时,在作为金属催化剂的变压器铁心和铜线的作用下,会加速氧化。油品在使用中,抗氧化剂会不断消耗,补加 T501 抗氧化剂可以延缓油品老化。

   (3)变压器在运行过程中,对呼吸器中失效的干燥剂要及时更换,以避免油氧化变质。同时,要严 格按预试规程对变压器油进行试验,当发现某项指 标不合格时应及时采取处理措施。
  4 变压器油介质损耗增大的处理方法
  解决变压器油介损超标采用的方法有两种:一 种是更换不合格油,重新注入经电气试验和化学分析各项指标均合格的油;另一种是对超标油进行再 生处理 。

   (1)更换不合格油。更换不合格油可缩短系统停电时间,只需放净变压器内旧油,用合格油对变 压器进行冲洗,再对变压器进行真空注油。这种处理较适用于机组不容许长时间停电;机组运行了较 长时间,油酸值较高,油呈深黄或褐色,出现游离水或油混浊现象,并全面降解的情况。但简单的换油 不如滤油对变压器的“冲洗”彻底 ,而且换油耗费 大,不利于节能和环保,对超标油不宜首选换油处 理 。

   (2)再生处理。再生处理是指物理一化学或化 学方法除去油中的有害物质,恢复或改善油的理化指标。再生处理的常用方法有:吸附剂法和硫酸一 白土法。吸附剂法适合于处理劣化程度较轻的油;硫酸一白土法适合于处理劣化程度较重的油。吸附剂法又可以分为接触法和渗滤法,接触法系采用粉状吸附剂(如白土、801吸附剂等)和油在搅拌接触方式下再生;而渗滤法即强迫油通过装有颗粒状吸 附剂(如硅胶、颗粒白土和活化氧化铝等)的净化器,进行渗滤再生处理。对于劣化较严重的变压器油,可 采用硫酸一白土法进行再生处理。硫酸处理能除去油中多种老化产物,白土处理能消除酸处理后残留 在油中的不良物。 在实际生产和运行中,常遇到油经真空、过滤和净化处理后,油的含水量很小,而油的介质损耗因数 值较高的情况,这是因为油的介质损耗因数不仅与含水量有关,还与许多因数有关。从上述的分析中可 以发现,大多数变压器油介质损耗因数增大的原因是油中可溶性极性物质(如溶胶等)增加所致。对于 溶胶粒子,其直径在 10-gm~10-Tm之间,能通过滤纸,所以经二级真空滤油机处理其介质损耗因数不能达 到目的,因此处理由这种原因引起的油介质损耗因数增大问题,通‘常采用渗滤法再生处理可以得到良 好的效果。
  5 结论
  当发现变压器油介质损耗因数增大时,应具体 分析油品劣化的程度及引起介损增大的原因,以便采取相应的措施进行处理,使变压器油达到正常性 能,以保证设备的安全稳定运行。

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