关于变压器油处理的方法探讨

关于变压器油处理的方法探讨

杨立新

（中设工程机械进出口有限责任公司）

摘要：变压器油是流动的液体，可充满油箱内各部件之间的气隙，排除空气，从而防止各部件受潮而引起绝缘强度的降低。变压器本身绝缘强度比空气大，所以油箱内充满油后，可提高变压器的绝缘强度。变压器油还能使木质及纸绝缘保持原有的物理和化学性质，并对金属起到防腐的作用，从而使变压器得绝缘保持良好的状态。此外，变压器油在运行中还可以吸收绕组和铁芯产生的热量，起到冷却的作用。所以变压器油的作用是绝缘和冷却。变压器油需要按国家质量标准检验合格后方可使用，如果达不到国家质量标准要求，需进行处理。介绍了变压器油从开始过滤到抽真空注入整个阶段过程控制的一些流程及工艺，阐述了通过使用这些方法来提高施工进度，有效地保证施工质量，减轻劳动强度。

关键词：变压器油；过程控制；过滤

变压器安装是变电站安装工艺中最核心的一个部分，变压器油的状况又是变压器安装中最重要的一项指标。随着电力技术的发展，电压等级越高变压器用油量越大，油的试验项目要求越多，验收标准也越来越高（见表1），在工期紧，工作量大、滤油设备有限的变压器油处理中，极易造成返工。因此，探讨变压器油的处理技术成为一项重要的课题。本文主要给出了普通变压器、直流变压器以及特高压变压器油从开始过滤、注入以及抽真空注入整个阶段的过程控制，以确保变压器用油各项指标的合格性。

1变压器油初始过滤阶段

1.1变压器滤油机和管道材料的选用及清洁

在500kV及以上的变压器油处理中使用的滤油机参数为：油处理能力为12000L/h，过滤器的粗滤芯为0.25mm，精过滤芯为1μm，体积为1869L，4组加热器功率为180kW。滤油机联管使用的为钢丝网骨架保温可伸缩性复合管。在使用滤油设备前，先对滤油机、联管整个系统进行30min以上抽真空除湿处理，再进行30min以上1t左右的热油循环过滤处理，取样合格后（含水量、电气强度）才能进行正常过滤处理。

1.2变压器油过滤时并联油路的设计

按单台变压器（换流变）注入100t油考虑，需准备8～9个15～20t油罐，到达现场的油罐一般布置在变压器附近，呈两行均匀排列，油罐的出口均朝向内侧布置在一条直线上，每个油罐的出口处安装控制阀对油的流入、流出进行单体控制，控制阀出口接一个Ｔ型三通接口，所有油罐的接口通过油管连接在一起，留一个空油罐作为滤油时油的转换使用。这样实现了油在过滤时，可以按需要进行任意油罐内油的过滤，避免了频繁拆除管道的繁琐。

1.3变压器油的防潮控制

在南方的天气湿度很大，已滤好油罐中油的含水量搁置一段时间后往往不能满足要求，处理方法为：在单罐油过滤时，油罐上的呼吸器保持通畅，当某个油罐过滤结束，油温降至常温后，可立即将油罐顶部的呼吸器连同顶盖一起用多层塑料布包紧，以防止空气中的水分渗入罐中。

1.4变压器油颗粒度的控制

一般来讲变压器油颗粒度是最难以控制的，在油样的其他值满足要求，仅颗粒度值不满足要求的前提下，可以在不投入滤油机的加热装置的情况下，进行反复过滤。防止油加热时间过长，造成油的粘度增加，而降低了油的品质。

特高压变压器油对颗粒度的控制，在使用普通滤油机过滤后还使用了精滤器进行再过滤，选用的精滤器参数为：油处理能力为12m3/h，运行温度为40～75℃，设计压力为0.4MPa，精滤器的系统分4级过滤，后3级过滤采用绝对过滤精度的滤材进行过滤。

1.5变压器油取样的控制

变压器油取样也是非常重要的一个环节，往往因为取样的方法不适宜，而造成油样的指标不合格。取油样一般适宜在晴朗天气，上午11:00至下午14:00之间进行。先放掉最初的油约1000mL进行放油油嘴的清洗，再取油进行取样瓶的清洗。取样时宜搭建简易的塑料棚进行防护，取样的人员2人为宜，周围10m内不宜有人走动，并禁止进行任何其他作业，以防止周围的扬尘影响颗粒度数值的控制。取样时操作人员不仅要将手部清洗干净，衣袖扎紧，在取样时还宜减缓呼吸。取变压器本体油样可用大瓶、小瓶、针管分别进行取样，大瓶的油样可用于简化分析取样，小瓶可用于颗粒度分析取样，针管可用于含气量、微水、色谱的分析取样。

2变压器抽真空注油阶段

2.1变压器油注入时排气阀和真空压力计的设计

a）排气阀。用于排出变压器油注入前管道内的空气。具体做法为：关闭注油阀，打开排气阀，打开滤油机，将油罐中的油缓缓注入连通变压器的油管内，在变压器油快到油管的底部入口时，将进油速度减缓，油面产生的许多气泡夹杂着油沫通过放气阀排出管道外部。调整从滤油机出口到变压器入口之间的油管，确保油管内的空气均被放气阀排出管外。

b）真空压力计。用于监测变压器油注入时是否满足微正压0.013MPa。关闭排气阀后，打开注油阀，打开真空压力计，调整注油阀开度，以确保真空压力计保持为0.013MPa。在此条件下，变压器油呈雾状、以较慢的速度喷入变压器本体。呈雾状会使得变压器油中的气体和水分在抽真空时被抽取掉；保持微正压是油以正压的形式喷入，而不是被真空泵吸入变压器本体内。

2.2真空连通器的设计

以换流变为例说明：真空连通器是在变压器抽真空注油时，真空泵通过真空连通器对换流变本体及各侧套管进行抽真空注油的连通装置，其外部结构如图1所示。

真空连通器主要由底座、管道、罐体、阀门等部件构成，底部法兰与换流变本体顶部相连接，罐体一侧为单管道与真空泵连接，另一侧含有多条管道分支，分别与阀侧套管、网侧套管的气体继电器的接口处连接。抽真空时真空泵可通过罐体对换流变本体及网侧套管、阀侧套管进行同时多点抽真空，优点如下。

a）真空连通器的高度约为1.5m左右，连于变压器本体，比网侧套管、阀侧套管的最高充油处均高出500～1000mm的高度。真空连通器提高了对变压器抽真空的位置，使得网侧升高座（安装于变压器的顶部，大约高度为1m）内的变压器油能够在抽真空的状态下完全注满。变压器的阀侧套管虽然倾斜角度较大，但是单独对阀侧套管进行抽真空，可以保证产生的真空度能够将油注至阀侧套管顶部，避免了传统的抽真空方式，在倾斜角度较大的位置易产生夹气、油不能注满的现象。

b）真空连通器可以避免变压器油已经注满而施工人员未及时关闭真空泵，导致变压器油被直接抽入真空泵中，损坏真空泵的现象。也可以避免施工人员为了防止变压器油被抽入真空泵，在注油最后阶段关闭真空泵，只通过滤油机压力将油强行注入，减短了滤油机使用寿命的现象。

c）真空连通器可以防止真空泵故障停机时，真空泵油被吸入变压器本体内的严重后果。

真空泵通过真空连通器使用后，当观察到变压器的网侧套管、阀侧套管的连通透明管有油注入后，应及时将各侧的阀门关闭，保证变压器油的完全注满状态。

3变压器整体密封检查及渗漏油缺陷处理

1.变压器整体密封检查变压器安装完毕后，需要作整体严密性试验，在提高压力试验下能通过的变压器，虽然还不能保证运行中不会渗漏，但毕竟要放心得多，通过试验还往往可以发现一些制造或安装上的问题，及早得到处理，减少损失。采用油柱压力试验方法：对于一般油浸式变压器采用高于附件最高点300mm的油柱压力，密封式变压器用高于附件最高点600mm的油柱压力，进行试验。二者要求不同，是因为油箱的承压力不同。具体做法是用（1～2）″管子，上端焊一只漏斗便于加油，下端置于变压器顶盖一法兰上。注油前应关闭通往油枕的阀门，加入与变压器内相同而且合格的油，试验持续3h，仔细检查没有发现渗漏，就算通过。为了保证油的流动性，试验时油温最好大于10℃。试验中需派人监视油柱的油位，当因渗入油箱而油位降低时，需要随时补充。

2.渗漏油缺陷处理

1）密封材料问题选用新型材料，选用耐高温、耐油性好的高分子材料。它能在150C热油中连续工作，有着良好的耐臭氧、抗紫外线、耐有机溶剂及耐老化等特点。中小型变压器大多采用耐油橡胶作油封，变压器厂多采用外购密封胶垫，而生产密封胶垫的厂家工艺落后，硫化温度和时间掌握不好，操作间灰尘大，是密封胶垫达不到技术要求。因此，运行一段时间以后，胶垫龟裂，失去弹性，造成漏油。因此，修理中所使用的密封胶垫要按技术条件，选择合乎技术要求的密封胶垫。在组装各部件的接触面时，应严格把关，使胶垫的压缩量不超过1/3，特别注意，螺钉不能过分压紧，以免造成胶垫永久变形。

2）焊接缝漏油小型变压器油箱的钢板厚度不应小于3mm，散热管厚度不应小于1.2mm，否则在组合焊接时已发生虚焊现象，特别当采用小电流焊接时更是如此。虚焊处经搬运、安装等振动，易于渗漏，在修理中应予补焊。

3）散热管漏油散热管是用冷轧钢带经多辊成形后，以高频电阻焊接而成的，焊缝质量不佳则易于开裂。如发现裂口，应用气焊补焊。

4结束语

通过对变压器油各阶段过滤、注入时一些方法的总结、探讨，希望对今后换流变和特高压的建设提供一些起可以借鉴的经验。

参考文献：

[1]国家电网公司基建部.国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册［S］.北京：中国电力出版社，2006：1-6.

[2]国家电网公司.国家电网公司电力安全工作规程（变电站部分）［S］.北京：中国电力出版社，2009：30，55-57，76-79.

[3]国网直流工程建设有限公司.DL/T5232—2009±800kV及以下直流换流站电气装置安装工程施工及验收规程［S］.北京：中国电力出版社，2009：21-29.

杨立新,学位：工学学士,研究方向：电机及变压器的设计、修理、改造等.现供职单位：中设工程机械进出口有限责任公司。