摘要：在电力系统正常、稳定运行的过程中，变压器发挥着不可或缺的作用。在变压器工作时，还存在一些亟待解决的问题,其中包含变压器油介损问题，变压器油做为变压器绝缘和冷却的介质,其绝缘性能的好坏直接影响变压器本身的整体绝缘。本文对变压器检修后油介损的异常原因进行了研究，并提出了处理方法。
关键词：变压器油；检修；介损；异常
1变压器油介损的含义
介质损耗角正切(tanδ),也叫介质损耗因数,简称介损,是变压器油的一个重要参数,它取决于油中的离子含量。普遍精炼的变压器油,这一指标可以达到。但它对各类污染物非常敏感,只要一点点,就可以使介损增加很多。变压器油属于弱极性介质,当使用工频电压作用于它时,分子可以实现转向功能,不会引发松弛损耗的现象,导致介质出现损耗情况的原因在于电导,所以也可以说电导率值的高低影响着变压器油介损值的大小,组成变压器的电导可分为两个方面,其一为离子电导,再者是电泳电导。变压器油属于烃类混合物,自身不存在离子电导,只含有多种物质混杂形成的杂质分子,通过离解最终形成离子电导。同时变压器油分子将离子吸附过来从而形成体积大于分子的带电胶体,而这种胶体形成电泳电导,通常来说离子电导没有电泳电导体积大。
2.变压器油介损出现异常情况的原因分析
2.1变压器油中混入溶胶杂质
变压器在出厂之前本身就存在残油、固体绝缘材料等溶胶杂质,如果在出厂试验时没有及时检测出来,加上在安装时又再次混入了溶胶材质,在运行中也可能会产生溶胶杂质。所以溶胶杂质是导致变压器油介损增大的主要原因。而溶胶杂质的产生主要和生产变压器、安装和使用变压器时没有做好有效的监督控制、没有及时回收变压器生产后产生的残油、没有做好安装前的试验检查和运行中的排查控制有关。一旦变压器油中混入或产生了溶胶杂质后,便会使电导系数超出正常电导,使变压器油介质损耗因数增大。
2.2油老化
油老化现象是指受到外界环境影响,变压器油的组成成分将出现较多的化学变化,随着油层的颜色加深,其富含的有机酸变多,增加了油的离子电导性能,从而使得变压器的油介损值升高。由于现在我们国家的变压器油都通过炼油厂的仔细制取获得,油中富含少量的T501抗氧化剂,基于此,油老化的速度降低,使得油的介损值升高的速率相应地受到影响。当变压器老化的时间增加,变压器的油量先进行一个短暂的增加,然后再慢慢地下降,最后又继续增大,产生这一现象的原因经过分析可知是由于油在氧化的初期生成了低分子有机酸和过氧化物,受到电场的影响电离最终生成带电荷的离子,使得油介损值升高;伴随着氧化作用的加剧,产生了聚合、缩合反应,由导电性能较好的低分子物质转化成导电性能较差的高分子物质的过程中,变压器油的介损值下降,但在增加了氧化时间后,油里的极性物质变多,从而其介损值又会上升,当油中发现油泥的存在,此时变压器的油介损值达到最大,这一现象的产生极大地影响了变压器的稳定运行。另一种情况是变压器在运行不久后介损快速升高,在进行了换油、过滤吸附等措施后,介损降低但很快出现反弹,再进行几次过滤、吸附操作最终使介损达到稳定状态。将滤纸上的棕黑色颗粒使用核磁共振谱、红外光谱、色谱、质谱的方法分析得知,其主要成分为醇酸树脂,其来源为变压器内部的绝缘漆。为了防止油漆对变压器油介损产生影响,在变压器生产过程中,凡是与变压器油接触的油漆,均需进行变压器油相容性实验,只有相容性没有问题的油漆才可以使用到产品中。
2.3污染
变压器油中混入杂质、金属离子、极性化合物后,将和油质分子形成胶质物,增加电导性,使变压器油介损升高,但其他物理、化学指标无明显改变。这种现象在变压器生产、安装、维护等过程中容易出现。常用金属零件直接浸泡在变压器油中会导致其介损升高超标,同样的零件经表面脱脂除锈磷化处理后浸泡在变压器油中会导致其介损升高但不会超标。在实际作业中,应避免不干净的零件直接接触变压器油。
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2.4油的含水量
变压器油中的含水量较低,则对于油介质损耗因数值的影响较小,当油中的含水量增多时便会引起油介质损耗因数值的显著上升,在含水量大于某个峰值时油介质损耗因数的值会急剧增加。
2.5变压器结构
现阶段不少变压器制造厂商取消了净油器,减少了变压器的渗漏油点。但是虽然变压器可以通过胶囊和隔膜和外界空气隔离开来,形成全密封的变压器,然而将净油器取消以后会对油介质损耗产生一定影响。在变压器上装设有净油器时,变压器在运行中可以将绝缘内的水分通过净油器吸出,从而可改善绝缘油的质量,降低绝缘油中水分增加的速度。而取消了净油器后便会使绝缘油质量变得不稳定,使油中水分增加的速度加快,从而会引起变压器油介损变大。
3降低变压器油介损的方法
3.1真空过滤法
采用真空滤油机去除变压器油中的水分、气体、机械杂质等具有良好效果,可有效降低变压器油介损,提高其综合性能。
3.2吸附滤板法
吸附滤板不仅具备吸附的功能,还能进行过滤,可与压滤机搭配使用,使用活性白土作为脱色剂,利用粉末状的活性氧化铝制成吸附剂,在吸附剂的那一层两边使用多层滤油纸累加进行过滤操作,能同时满足吸附和过滤功能。先烘干滤油纸和吸附滤板,在两张滤油纸中间夹一张吸附滤板,再用压滤机压紧。
3.3吸附过滤法
吸附过滤法使用固体吸附材料吸附变压器油中的导电离子、胶体等物质,可以有效降低变压器油介损值,常见的固体吸附剂为硅胶、活性氧化铝、活性白土、分子筛等。选择吸附剂时应注意选择吸附性能较好、表面积较大、透孔率较好、极性物质的选择性能良好的材料。
4解决变压器油介损的有效措施
4.1及时更换变压器油
如果变压器中的油因为杂质、微生物等污染、以及氧化作用等发生了污染或变质,这些不各个的油将会影响变压器系统的运行,同时会增加系统停电的时间。所以需及时更换变压器油,必须放净内部旧油、冲洗干净以后才能装入新的符合质量要求的油。不过该方法只能用在机组不能长时间停电的情况下,因为更换变压器油一方面在冲洗时并不彻底,另一方面换油产生的成本较高,不满足节能环保的要求,所以当变压器油介损增加超标时要根据实际情况考虑是否要采用该方法,一般情况下如果还有别的方案可选则不宜采用本解决方案。
4.2再生处理
再生处理是解决变压器油介损异常的主要方法,是利用物理化学方法将旧油中的杂质、有害物质等去除,通过改善油的质量,使变压器油满足系统运行要求。常见的处理方法有吸附剂法和硫酸-白土法。其中吸附剂法用于处理劣化程度较低的油中,而硫酸-白土法则用在处理劣化程度较严重的油中。具体处理应用时,按照一定比例浸泡吸附剂,然后用真空滤油机将变压器油加热并送到含有吸附剂的油罐中浸泡,为避免吸附剂进入到变压器油中,最后要用压板式滤油机将浸泡以后的变压器油进行过滤后再注入到变压器中。硫酸-白土法在应用时,硫酸可有效去除油中的老化产物,而白土处理则是为了消除在经过硫酸处理后的油中的不良残留物。
5结语
综上所述,变压器油介损出现异常情况时,要具体分析油品劣化的程度以及导致介损损耗出现异常的原因,然后采取针对性的防范措施和解决措施,使变压器油恢复到正常的理化状态,保证变压器的稳定运行。
参考文献
[1]唐劲军,李继初.石蜡基绝缘油引起的变压器缺陷分析及处理[J].广西电力,2012,35(6):29-30.
[2]徐嘉龙.变压器油介损增大的原因分析和处理方法[J].浙江电力,2002,24(3):50-52.
论文作者:陈娜娜
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第13期
论文发表时间:2019/9/4
标签：变压器论文; 电导论文; 吸附剂论文; 杂质论文; 溶胶论文; 介质论文; 离子论文; 《工程管理前沿》2019年第13期论文;