变压器油的运行维护

变压器油的运行维护

摘要 变压器油具有绝缘、散热、冷却、灭弧等多方面的功能作用,同时具有化学、物理、电气等多方面的基础特性,运行中受高备、运行条件等多种因素影响,使其性能发生变化。本文针对以上问题,对变压器油的运行如何进行维护进行了阐述。

关键词 变压器;功能特性;防劣措施

0 引言

变压器是指用于压器、电抗器、互感器、套管、油断路器等输变电设备的矿物型绝缘油。运行中变压器油质量的好坏直按关系到充油设备的安全运行和使用寿命,乃至影响到整个电力系统的安全运行和经济效益。虽然油质的老化是不可避免的,但是加强对油质的监督和维护,采取合理而有效的防劣措施,是能够延缓油的老化进程,延长油的使用寿命和保证设备的建康运行。

1 变压器油的性能及变质

为了更好地发挥变压器油的绝缘、散热,灭弧等多方面的功能作用,变压器油必须具备良好的化学、物理、电气等方面基本特性,主要性能指标达到我国变压器油标准(GB2536和SH0040)。

1.1 化学性能

1.1.1 酸值

酸值是变压器油制造、使用中的一项重要指标,要求总的酸值含量必须很低,以减少电导和对金属的腐蚀,并使绝缘系统的寿命达到最长,即变压器油中酸值的大小从一定程度上反映了油的精制深度和氧化程度。一般要求新油酸值不大于0.03mgH/g。酸值也是判断使用中的油品能否继续使用的一项重要指标。

1.1.2 腐蚀性硫

硫可以以稳定而有益的化合物形式存在于油中而起天然抗氧剂作用,也可以

以不安定的化合物和游离态的形式存在于油中。后两者硫的存在会促使有害皂类的形成和油的酸反应以及金属的腐蚀,因此,变压器油在精加工过程中不允许含有腐蚀性硫。

1.1.3 氧化安定性

变压器油在一定的条件下,抵抗氧化作用的能力称氧化安定性。在长期的使用过程中,变压器油不可避免地会与氧接角,而发生氧化反应过程,同时在运行温度下,因受电场、电弧、溶解在油中的水分及各种金属材料和金属化合物等杂质的崔化作用而加速其氧化、裂解等化学反应而不断变质,生成过氧化物及醇、醛、酮、酸等氧化产物,再经过缩合反应而生成油泥等不溶物,这些氧化物将对变压造成致至命的影响。

2.2 主要物理性能

2.2.1 粘度

粘度是油流动阻力的度量标准。变压器油的功能之一就是填充于绝缘材料的缝隙之间,通过自身或强制循环进行传导散热,所以变压器油的粘度应该较低,不应过高,以免影响变压器油的有效流动和传热。一般要求在40℃条件下运动粘度不大于12mm2/s。

2.2.2 密度

密度是单位体积油品的质量,一般为0.8~0.9g/cm3。密度影响变压器油热传导率,在含水量较多而又处于寒冷气候条件下,必须确保用油设备中的水结成的冰不会漂浮在油面上引起油面上方的放电。

2.2.3 闪点

闪点是变压器油的一项安全指标,是指当油品加热到有足够的油气产生,并在其上处加一个火焰,使油一气在一瞬间就着火的最低温度。为保证充油设备的安全运行,IEC60296标准要求闪点不低于130℃,变压器油闪点高于此值就足以保证安全,因为变压器油运行中温度一般不超过100℃。闪点还是检验变压器油在储存和使用过程中有无污染,是否混油的参考依据。

2.2.4色度

色度是表征变压器油精制深度最直观的指标。但对于变压器油来说,色度并非越小越好,对其来说要求的是适度精制,精制深度过深或过线对油品的使用存在不利影响,在运行中,色度变化却可反映出油品的变质程度,因此对色度的检测可以表明油品是否有变质。

2.3 电气性能

2.3.1 绝缘强度

绝缘强度或击穿电压,是衡量变压器油在电气设备内部受电压的能力而不被破坏的尺度,是检验变压器油性能好坏的主要手段之一,影响变压器油绝缘强度的主要因素有水分、杂质等。干燥清洁的油品具有相当高的绝缘强度,当油中含有游离水、溶解水、固体污染物时,由于这些杂质本身具有比油本身大的电导率和介电常数,它们在电场作用下会形成导电桥路。从而降低的击穿电压。应该说绝缘强度试验可以判断油中是否存在有水份,杂质和导电微粒,但它不能判断油品是否存在酸性物质和油泥。

2.3.2 在电场作用下产生气体的倾向(析气性)

变压器是由石油精炼而成的一种精加工产品,其主要组成成份为碳氛化合物,即烃类,它包括烷烃、环烷氛和芳香烃。变压器油在受到电场的作用下,部分烃分子会发生裂解而产生气体,这部分气体以微小的气泡从油中释放出来,如果小气泡量增多,它们会相互连接而形成大气泡。由于气体与油之间的电导率有很大差异,在高电场的作用下,油中会产生气隙放电现象,而有可能导致绝缘破坏,这种现象在超高压设备中显得优为突出,为克服这种倾向,对用于超高压设备的油品,要求具有吸气性能,而芳香烃具有吸气性能,当其达到一定值时,表现为吸气性能,我国要求超高压油的析气性不大于+5。

2.3.3 体积电阻率

体积电阻率可以判断变压器油的老化程度与污染程度。变压器油精制程度越深,绝缘性能越好,体积电阻率就越高。影响体积电阻率的因素很多,油中的水份、污染杂质和酸性产物均可影响电阻率的降低;温度对体积电阻率的影响也很大,当温度升高时,形成电质漏导的离子数及离子移动的速度增大,体积电阻率也随之下降。

3 变压器油的运行维护

3.1 运行中设备的取样

常规分析试验取样。对于变压器、油开关或其它充油电气设备,应从下部阀门处取样。取样前油阀门需先用干净的棉布擦净,再放油冲洗干净阀门、管路然后取样。

对有特殊要求的项目,应按有关试验方法进行取样。

3.2 变压器油劣化的因素

3.2.1 设备条件

变压器设备设计制造时采用小间隔,运行中易出现热点,不仅使固体绝缘材料老化,也加速油的老化。也就是说热量或者温度是一种主要的增加油的反应加速剂,而油与氧的化学反应的速度取决于变压器运行时的工作温度(即油温)。一般温度从60~70℃起,每增加10℃油氧化速度约增加1倍。另外,水份也是油氧化的主要崔化剂,由于设备的严密性不够,水分可以通过大气中的湿气从设备外部侵入油中,同时纤维素所吸附的水分而浸入油中,或是纤维素的老化而形成的水分,会促进油的老化,所选用固体绝缘材料不当,与油的相容性不好,也会促进油的老化,所以,设备设计和选用绝缘材料都对油的使用寿命有影响。

3.2.2 运行条件

变压器、电流器等充油电气设备如在正常规定条件下运行,一般油品都应具有一定的氧化安定性,但当设备超负荷运行或出现局部过热、油温增高时,油的老化则相应加速。当环境温度较高时,若不能及时调整通风和降温措施,将影响设备固、液体绝缘,缩短设备的使用寿命。

3.2.3 污染问题

新油注入设备时,都要通过真空的精密过滤、脱气、脱水和除去杂质,但当清洁干燥的油注入设备后,此时,油的特性与新油有所差异,主要表现为物理的和电气性能的变化,如有的油在注入设备前各项性能指标均很好,但注入设备后介质损耗因数有时会增大,甚至超过运行中规定的2%的最低极限值,这主要是由于污染而造成的,其原因包括:由于设备加工过程环境不清洁,微小杂质颗粒附在变压器线圈和铁芯上,注油后浸入油中;由于某些有机绝缘材料溶解于油中,导致油的下降。