王偉行
摘 要:在電力變壓器中,會(huì)產(chǎn)生變壓器油介損值升高的現(xiàn)象,本文針對(duì)這一現(xiàn)象的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析,并介紹變壓器油介損值升高的處理措施。
關(guān)鍵詞:變壓器油;介損值升高;處理方法
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.060
0 引言
變壓器油做為變壓器絕緣和冷卻的介質(zhì),其絕緣性能的好壞直接影響變壓器本身的整體絕緣。變壓器油介質(zhì)損耗因數(shù)(介質(zhì)損耗角正切tanδ,簡(jiǎn)稱(chēng)介損)是一項(xiàng)重要的指標(biāo),它反應(yīng)油中泄漏電流所引起的功率損耗,此參數(shù)可以判斷變壓器油的劣化及污染程度。對(duì)此參數(shù)進(jìn)行有效控制,是保持變壓器安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一項(xiàng)重要手段。
1 變壓器油介損的含義
介質(zhì)損耗角正切(tanδ),也叫介質(zhì)損耗因數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)介損,是變壓器油的一個(gè)重要參數(shù),它取決于油中的離子含量。普遍精煉的變壓器油,這一指標(biāo)可以達(dá)到。但它對(duì)各類(lèi)污染物非常敏感,只要一點(diǎn)點(diǎn),就可以使介損增加很多。變壓器油屬于弱極性介質(zhì),當(dāng)使用工頻電壓作用于它時(shí),分子可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能,不會(huì)引發(fā)松弛損耗的現(xiàn)象,導(dǎo)致介質(zhì)出現(xiàn)損耗情況的原因在于電導(dǎo),所以也可以說(shuō)電導(dǎo)率值的高低影響著變壓器油介損值的大小,組成變壓器的電導(dǎo)可分為兩個(gè)方面,其一為離子電導(dǎo),再者是電泳電導(dǎo)。從化學(xué)上看,變壓器油屬于烴類(lèi)混合物,自身不存在離子電導(dǎo),只含有多種物質(zhì)混雜形成的雜質(zhì)分子,通過(guò)離解最終形成離子電導(dǎo)。同時(shí)變壓器油分子將離子吸附過(guò)來(lái)從而形成體積大于分子的帶電膠體,而這種膠體形成電泳電導(dǎo),通常來(lái)說(shuō)離子電導(dǎo)沒(méi)有電泳電導(dǎo)體積大。
2 變壓器油介損值升高的原因
(1)油老化。油老化現(xiàn)象是指受到外界環(huán)境影響,變壓器油的組成成分將出現(xiàn)較多的化學(xué)變化,隨著油層的顏色加深,其富含的有機(jī)酸變多,增加了油的離子電導(dǎo)性能,從而使得變壓器的油介損值升高。由于現(xiàn)在我們國(guó)家的變壓器油都通過(guò)煉油廠的仔細(xì)制取獲得,油中富含少量的T501抗氧化劑,基于此,油老化的速度降低,使得油的介損值升高的速率相應(yīng)地受到影響。當(dāng)變壓器老化的時(shí)間增加,變壓器的油量先進(jìn)行一個(gè)短暫的增加,然后再慢慢地下降,最后又繼續(xù)增大,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因經(jīng)過(guò)分析可知是由于油在氧化的初期生成了低分子有機(jī)酸和過(guò)氧化物,受到電場(chǎng)的影響電離最終生成帶電荷的離子,使得油介損值升高;伴隨著氧化作用的加劇,產(chǎn)生了聚合、縮合反應(yīng),由導(dǎo)電性能較好的低分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化成導(dǎo)電性能較差的高分子物質(zhì)的過(guò)程中,變壓器油的介損值下降,但在增加了氧化時(shí)間后,油里的極性物質(zhì)變多,從而其介損值又會(huì)上升,當(dāng)油中發(fā)現(xiàn)油泥的存在,此時(shí)變壓器的油介損值達(dá)到最大,這一現(xiàn)象的產(chǎn)生極大地影響了變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。另一種情況是變壓器在運(yùn)行不久后介損快速升高,在進(jìn)行了換油、過(guò)濾吸附等措施后,介損降低但很快出現(xiàn)反彈,再進(jìn)行幾次過(guò)濾、吸附操作最終使介損達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。將濾紙上的棕黑色顆粒使用核磁共振譜、紅外光譜、色譜、質(zhì)譜的方法分析得知,其主要成分為醇酸樹(shù)脂,其來(lái)源為變壓器內(nèi)部的絕緣漆。為了防止油漆對(duì)變壓器油介損產(chǎn)生影響,在變壓器生產(chǎn)過(guò)程中,凡是與變壓器油接觸的油漆,均需進(jìn)行變壓器油相容性實(shí)驗(yàn),只有相容性沒(méi)有問(wèn)題的油漆才可以使用到產(chǎn)品中。
(2)混油。不同的油質(zhì)不能混合使用,采用不同工藝獲取得的相同油質(zhì)也不能混合使用,當(dāng)兩種及以上油質(zhì)混合后,變壓器油介損會(huì)升高。在變壓器油中摻雜機(jī)械油、潤(rùn)滑油等會(huì)對(duì)介損產(chǎn)生非常大的影響,混油實(shí)驗(yàn)見(jiàn)表1。作業(yè)過(guò)程中,如果需要混油,必須先進(jìn)行混油實(shí)驗(yàn),根據(jù)結(jié)果決定是否混合。
(3)污染。變壓器油中混入雜質(zhì)、金屬離子、極性化合物后,將和油質(zhì)分子形成膠質(zhì)物,增加電導(dǎo)性,使變壓器油介損升高,但其他物理、化學(xué)指標(biāo)無(wú)明顯改變。這種現(xiàn)象在變壓器生產(chǎn)、安裝、維護(hù)等過(guò)程中容易出現(xiàn)。常用金屬零件直接浸泡在變壓器油中會(huì)導(dǎo)致其介損升高超標(biāo),同樣的零件經(jīng)表面脫脂除銹磷化處理后浸泡在變壓器油中會(huì)導(dǎo)致其介損升高但不會(huì)超標(biāo)。在實(shí)際作業(yè)中,應(yīng)避免不干凈的零件直接接觸變壓器油。
3 處理方法
(1)真空過(guò)濾法。采用真空濾油機(jī)去除變壓器油中的水分、氣體、機(jī)械雜質(zhì)等具有良好效果,可有效降低變壓器油介損,提高其綜合性能。
(2)吸附過(guò)濾法。吸附過(guò)濾法使用固體吸附材料吸附變壓器油中的導(dǎo)電離子、膠體等物質(zhì),可以有效降低變壓器油介損值,常見(jiàn)的固體吸附劑為硅膠、活性氧化鋁、活性白土、分子篩等。選擇吸附劑時(shí)應(yīng)注意選擇吸附性能較好、表面積較大、透孔率較好、極性物質(zhì)的選擇性能良好的材料。
(3)吸附濾板法。吸附濾板不僅具備吸附的功能,還能進(jìn)行過(guò)濾,可與壓濾機(jī)搭配使用,使用活性白土作為脫色劑,利用粉末狀的活性氧化鋁制成吸附劑,在吸附劑的那一層兩邊使用多層濾油紙累加進(jìn)行過(guò)濾操作,能同時(shí)滿(mǎn)足吸附和過(guò)濾功能。先烘干濾油紙和吸附濾板,在兩張濾油紙中間夾一張吸附濾板,再用壓濾機(jī)壓緊。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,各種雜質(zhì)均會(huì)影響變壓器油介損,在生產(chǎn)、安裝等各個(gè)過(guò)程要防止雜質(zhì)混入變壓器油中。當(dāng)變壓器油介損值升高后,應(yīng)使用真空過(guò)濾法、吸附過(guò)濾法、帶吸附劑的吸附濾板法等方法使變壓器油介損值恢復(fù)到合格范圍。
參考文獻(xiàn):
[1]侯英灑,李潔,趙建利.電力變壓器油紙絕緣特征氣體隨溫度的變化[J].油氣田地面工程,2016(04).
[2]許淵,劉有為,王文煥,弓艷朋,鄧彥國(guó),陳小軍.大型電力變壓器油紙絕緣含水量的介質(zhì)響應(yīng)診斷技術(shù)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2012(33).
[3]劉海南.運(yùn)行中變壓器油劣化原因分析與防劣化措施[J].電源技術(shù)應(yīng)用,2012(09).
[4]錢(qián)永吉.330kV變壓器油中有害氣體超標(biāo)原因及解決方案[J].電子制作,2015(22).