探究油化验在电力系统中的运用论文_张勇

探究油化验在电力系统中的运用论文_张勇

(身份证:44020319810606xxxx 广东省韶关市 512000)

摘要:绝缘油化验是检验变压器故障状态的重要方式,在电力系统运维管理中应用广泛。本文对油化验流程及方法进行总结,用以完善变压器油化验技术方案体系,供相关人员借鉴参考。

关键词:变压器;故障检测;油化验技术

引言:绝缘油在变压器运行过程中发挥绝缘散热、消除电弧等作用,可维护变压器的正常运行状态。变压器故障与绝缘油性状改变之间关系密切,在管理维护过程中,需依照既定流程及技术规范开展绝缘油检验工作,以排除因绝缘油变质引发的变压器故障。为此,有必要对变压器油化验技术要点进行总结。

1绝缘油对变压器的影响

绝缘油对变压器运行状态的影响通过其物化性能及电气性能改变产生。

1.1物理性能的影响

在正常状态下,绝缘油应为淡黄色均匀液体,随运行时间的延长,其会逐渐变为深黄色,并产生可溶性气体及固态杂质,因油料质量降低而引发变压器故障风险。正常绝缘油的粘度在1.8恩氏以下,随着油料粘稠度的上升,其散热效果会逐渐降低,导致变压器局部过热,缩短设备使用寿命。此外,绝缘油表面标准张力值为35mN/m,该标准降低至19mN/m及以下时,说明绝缘油中含有的氧化物及其他杂质含量过高,也会给变压器运行安全造成严重威胁[1]。

1.2化学性能的影响

影响变压器故障状态的绝缘油化学性能主要是酸性物质含量。绝缘油中酸性物质含量变化会改变其酸碱度及含水量,例如当酸价高于0.1时,必须进行停机检修,避免对变压设备造成实质性的损害;当pH<0.4时,绝缘油中不溶性杂质增多,易导致线圈升温,造成变压器损坏。此外,酸性物质会提高绝缘油中水的含量,腐蚀变压器绝缘材料,促使绝缘性降低、导电性升高,影响变压器运行安全。

1.3电气性能的影响

新绝缘油的介质损失度一般不超过0.01,运行一段时间后,油中出现各类杂质,其介质损失度也随之上升。当介质损失度超过0.3时,就需要采取必要处理措施对变压器运行事故进行预防。电气性能变化还会引发击穿电压,该电压与绝缘油的含水量直接相关,当击穿电压积累至一定值后,同样需更换绝缘油,以免引发设备故障问题。

2变压器油化验技术流程

2.1样本采集

油化验取样一般选择在变压器绝缘油易发生污染、变质的位置,确定取样点后,使用专业设备完成样本采集,保证样本清洁、干燥,避免受到其他因素的干扰。取样过程中,开启放油阀,使绝缘油流入清洁的取样瓶内。若取样目的为绝缘油绝缘性能检测,在取样前,需反复清洁取样瓶2~3次,并在环境湿度低于75%的条件下进行取样,以免影响绝缘检测结果可靠性。

2.2化验分析

绝缘油化验分析过程,需重点检测包括颜色、分层、杂质成分、含水量等性状。常用的绝缘油化验方法包括试验分析法、色谱分析法和综合分析法三类。其中,色谱分析可在不影响变压器正常运行的情况下开展,除判断变压器故障状态及原因,还可准确预估潜在故障风险。样本中含有的气体成分会对分析结果造成明显干扰,因此在化验前,需将样本中气体完全排除,然后再进行色谱分析,从绝缘油中分离一氧化碳、二氧化碳、加完、氢气等物质成分。

2.3故障诊断

在得出绝缘油化验结果后,可根据绝缘油中可溶性气体情况进行变压器故障诊断。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆重点关注绝缘油中分离出气体的含量及占比,对变压器故障做初步判断。另外,还可引入三比值法进行故障分析,即将绝缘中可溶性气体含量的比值编组和编码,根据编组编码结果对应变压器故障类型。三比值法依托专门的编码系统,绝缘油中含有的气体多来自空气中的氧气和氮气,这部分气体具备较高的渗透性,在使用三比值法进行故障分析时,需重点关注以下问题:第一,变压器油化验之前,需确定气体含量,并分析气体含量是否达到既定标准,若存在超标,则说明绝缘油可能引发变压器故障。第二,若气体含量达到极限灵敏度的10倍以上,即会引发变压器故障问题。

3变压器油化验常用方法

3.1试验分析法

(1)外观检测。观察绝缘油样本中是否存在悬浮油泥颗粒或纤维状杂质,绝缘油中含有的杂质若大量堆积,会导致油管堵塞,并附着在线圈局部位置,导致变压器温度过高,带来烧损风险。

(2)含水量检测。水分是促使绝缘油老化的重要因素之一,随着绝缘油及绝缘材料中含水量的增加,其绝缘性能会急剧降低,导致绝缘油老化,对变压器的运行效率及稳定性造成严重干扰。

(3)酸值检测。绝缘油中含有一定的酸性物质,其存在会提高绝缘油导电性而使绝缘性能降低。若变压器运行环境温度较高,酸性物质含量超标还会加速固体绝缘老化,甚至出现腐蚀现象,影响变压器的使用寿命。例如,在绝缘油氧化初期,其内部会形成乙酸等有机酸,这部分酸性物质具有优良的水溶性,随着溶解量的增加,绝缘油的含水量会逐渐上升,进而导致固体绝缘或金属元件腐蚀。

(4)闪点检验。闪点检验的对象为绝缘油中可燃、易挥发气体,若此类气体在绝缘油内大量囤积,会使变压器运行大量放热,尤其当环境温度较高时,会发生更严重的电弧放电现象,促使绝缘油发生高温裂解。闪点检验可快速定位变压器故障点。

3.2色谱分析法

色谱分析法为变压器油化验的主要方法,其在确定变压器潜在运行故障方面优势明显,绝缘油过热会伴随局部放电、电弧等现象的出现,并释放出甲烷、丙烷等气体。分析气体结构及不同气体的含量即可判断绝缘油质量是否达标,进而对变压器运行故障进行预估。色谱分析法的原理为:借助色谱柱及处于静止状态下的高沸点固体或液体吸附剂,测定绝缘油样本,分析样本组成及溶解能力,对比分离分配系数差异即可准确得出绝缘油内液体及气体的组分。吸收向前移动的过程中,改变移动速度即可得到多种分离物质,并借助专门仪器进行检测。在气相色谱检测中,可准确计量绝缘油中气体含量,以此为基础准确判断变压器故障点及故障原因。例如,若发现绝缘油内存在过量的烃类气体和氢气,则需要引入三比值法,对故障类型及位置进行精确判断;若发现绝缘油内出现乙炔气体,可说明绝缘油已出现较严重的变电故障,需及时处理,避免影响变压器的稳定运行[2]。

3.3综合分析法

绝缘油的物质构成复杂,含有大量液态烃物质,因此在绝缘油性状检验中,不可单独关注其某一性状指标,需通过综合分析,判断绝缘油的综合物化属性。综合分析的常用检测方法为条件试验,以绝缘油的凝点、密度、物质特征等为研究对象。向样本中添加特定的化学试剂,发生化学反应后对反应结果做定性和定量分析,例如可准确检测出绝缘油中酸碱物质含量。另外,综合分析还包括电气性能分析,即将绝缘油视为液体绝缘介质,检测其击穿电压、电阻炉或介质损耗等参数,判断绝缘油电气性能的高低。

结论:绝缘油对变压器故障状态的影响主要通过其物理性能、化学性能及电气性能的改变来实现。在开展变压器油化验工作时,可依照样本采集、化验分析、故障诊断的流程,合理应用试验分析法、色谱分析法及综合分析法,通过绝缘油性状变化准确判断变压器故障类型及位置,并将故障隐患排除,确保变压器稳定运行。

参考文献:

[1]王华宝.绝缘油化验分析用于大型变压器故障查处的实践探究[J].智能城市,2019,5(02):118-119.

[2]刘佳,彭之彦.变压器油化验技术分析及影响[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2018(07):158-159.

论文作者:张勇

论文发表刊物:《电力设备》2020年第2期

论文发表时间:2020/5/8

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