电力变压器油的化验技术分析

电力变压器油的化验技术分析

彭淼

四川省水电投资经营集团渠县电力有限责任公司

四川省达州市635200

摘要：随之供电变压器的应用数量不断增多，应用范围不断扩大，在一定程度上增加了单台变压器的承受容量，供电设备的受损几率大大增加，为此，油化检验技术得到了相应的应用。无论是在日常的维护或是设备新装过程中，变压器油试验都是一项重要的质量标准，直接关系到设备的安全运行。

关键词：变压器油；化验技术；电力

1变压器油的作用

就变压器而言，属于石油的分馏产物。在变压器运行过程中，变压器油发挥着多样化的作用。首先，散热冷却作用。在变压器带电运行中，有电流会通过线圈，线圈中的“铜耗”“铁心损耗”都会以发热的形式呈现出来，导致大量热量聚集，温度持续上升。如果不及时散热，线圈内部的温度会不断上升，一旦超过规定的数值，线圈、铁心之间的固体绝缘材料将会受到严重的损害，出现短路击穿现象，损坏变压器。就变压器油而言，具有较大的比热、较低的运动黏度、较好的传热性能，只需要充油设备具有较好的热循环回路，就会起到很好的冷却散热效果。在变压器油作用下，变压器的冷却效率会得到极大地提升，及时降低线圈中大量聚集的热量；

2 变压器油化验技术分析

2.1变压器油耐压影响

变压汽油的耐压试验是一项重要的质量标准，直接关系到设备的安全运行，所以试验结果的准确性尤为重要。根据《电力设备预防性试验规程DL596-2005》标准要求运行中的220千伏变压器由耐压试验击穿电压不得小于35千伏。严格讲，不含水分，灰尘和纤维等杂质的纯净油，击穿起始于个别油分子在电场中的极化，电离，其化学组成对击穿电压影响不大。但实际应用中的油和“纯净油”有较大的不同，即使目前世界上最先进的净化设备多次处理后的绝缘油，其含水量往往也大于2mg/kg每100mg油中长度大于5μm的杂质颗粒不少于数千个，另外在取样测定过程中油样也不可避免的与周围大气接触，大气中的水分，飘尘会不可避免地浸入油中，这些油中的杂质和溶解于油并与油分子紧密结合的水分子，在纯净的油分子远未在电极之间极化和电力离前，就沿电场强度方向排列聚集，进而电离形成微小通路，你所谓“小桥”，导致由迅速击穿。油中杂质越多，越易形成小桥，击穿电压越低。测定绝缘油的击穿电压，实际上是在衡量绝缘油中杂质含量的多少，及判断绝缘油被污染的程度。

2.2 电厂变压器油色谱分析

随着科学技术的发展，人们越来越多地应用电子信息技术，在电厂中对变压器的检修也不例外。目前，电厂中变压器的检修需要众多现代技术的结合，提高电厂中变压器油色谱异常的处理效果也是各个电厂注重的问题之一。结合现代技术，将检修变成人工智能化也是电厂中变压器检修的发展方向之一，针对变压器油色谱异常使用智能软件进行分析、处理，也极大地增加了变压器故障检修的效率。若是变压器油色谱出现异常，首先应该检查的就是潜油泵，潜油泵导致变压器出现异常的可能性是非常大的，因为潜油泵的长期高温或者升温过快都会对接触到的油产生很大的影响，进而会发生油裂解。这时，运用超声波检测技术就能够及时判别出故障的具体位置及原因，运用超声波手段在某些方面能够保证变压器的稳定运行。其实，潜油泵出现问题很常见的原因就是变压器本体的金属渣粒造成的，此外，一旦潜油泵出现问题就要及时更换，如果更换后还是不能使变压器正常运行，就要对潜油泵做进一步的分析与检测了。同时，变压器的油色谱中出现的金属元素含量不同也能够确定变压器故障的原因。一般情况下，发生这种不同都是由于变压器内部铁芯的硅钢片发生短路问题，针对这种情况，处理办法就是直接返厂重新进行吊芯。

2.2 结构设计及组件选取

由于天然酯的氧化安定性较矿物油差，天然酯不能长期与空气直接接触。因此，变压器及其有载调压开关的储油柜需采用全密封结构。此外，由于天然酯的运动黏度较大，可适当加大冷却装置的散热功率或散热面积。研究表明，当天然酯变压器采用有载调压方式时，如调压开关油室内注入矿物油，则调压开关及储油柜结构可按常规选取；如调压开关油室内注入天然酯，则应选取真空型有载调压开关。对于72.5kV及以上电压等级套管，优先考虑选用干式套管。其他组部件的选取也要考虑与天然酯的相容性；对采用高温绝缘系统的天然酯变压器，所选组部件还要考虑耐高温特性。

2.3 调整油-纸绝缘浸渍工艺

天然酯的运动黏度较大，完全浸透绝缘纸及其他绝缘件需要的时间比矿物油长，应增加天然酯变压器的浸渍时间。现有数据显示，一般绝缘材料在天然酯中的浸渍时间约为矿物油的2～3倍。在同等条件下，天然酯比矿物油需要更长的时间浸渍绝缘纸（纸板），应根据不同电压等级、不同容量、不同固体绝缘材料适当延长天然酯变压器注油后的静置时间，也可通过热油循环、增加工艺孔等方法提高浸渍效果。

2.4 顶空脱气

顶空脱气是基于分配定律，将载气通入变压器油中，设定恒温恒压的工况，经过一段时间的机械振荡后，气、液就会达到一种平衡状态。载气会置换出油中溶解性气体，在载气的吹动下进入色谱检测室。正常情况下，顶空脱气中的载气会在置换过程中溶解于变压器油中，但不能保证百分之百溶解，绝大部分载气会以溶解于油中的形式随着循环油进入变压器油中，也有可能以游离的形式进入变压器油中。通过统计比较发现，以上3种脱气方式均可能发生载气或以溶解于油中的方式或以游离的形式，随着循环油进入高压变压器的情况。对于溶解于油中的载气而言，少量的载气溶解于油中对变压器的安全影响小。若气体大量溶解于油中，遇到温度的下降情况（夜间或凌晨），油中气体的溶解度会随温度的降低而降低，油中空气将呈饱和状态而逸出，成为游离气体。游离气体在高电场环境下会引起气隙放电，降低变压器油的击穿电压，大量聚集甚至可能引起瓦斯气体继电器动作，导致高压变压器跳闸，这将给高压变压器的安全运行带来风险。

2.5 水分

当油中含水量为（300-400）*10-6时，含水量超过饱和溶解量，水沉积到底部，油的耐压值与饱和溶解量时的耐压值一样，水分增加，油浸低击穿电压值呈曲线迅速下降，当含水量为30%，其耐电强度约下降10%。降低油的含水量，对提高变压器运行安全及减缓有老化有重要作用。为了降低油的含水量，可以采取对油进行真空加热法处理，油温加热到60~70摄氏度抽高真空，将油中的含水量降下来。通过分析这些影响因素对变压汽油的耐压强度的影响趋势说明变压器电压等级越高，由中含水量含气量及杂质等的控制要求越严格。采用先进的工艺方法来对变压器有脱水，可以使油达到各电压等级要求。

2.6 闪点

变压器油的闪点应尽量高，一般不应低于136℃。闪点又叫闪燃点，是指可燃性液体表面上的蒸汽和空气的混合物与火接触，而初次发生闪光时的温度，各种油品的闪点，可通过标准仪器测定。在变压器油质标准中有明确规定，它可鉴定油品发生火灾的危险性，一般在不影响油的其他标准的情况下闪点越高越好。闪点一般分为开口闪点和闭口闪点。闭口闪点，一般检测一飞花油品，如汽油，柴油，溶剂油，煤油等，而开口闪点一般检测润滑油虽然变压器油不易飞花，但是变压汽油一般工作在密闭空间内并有电弧产生。变压器在运行过程中，由于内部短路故障，造成局部过热高温，使绝缘油热裂解，产生易挥发可燃的低分子烃化合物，可能导致在短时间内闪点降低。按照GB/T261宾斯基-马丁闭口杯法取样，将样品油进行加热升温，升温速度保持在5~6℃/分钟，并进行搅拌，当温度达到预判闪点前23±5℃时，开始进行点火，油样温度每升高1℃，进行点火一次。

结语：总而言之，促进变压器油化验技术已经成为了我国目前进行变压器故障诊断的最有效的方法，其不仅能够及时将变压器的运行情况反映出来，还能够及时发现其中隐藏的故障和问题，从而有效避免发生重大事故，造成环境污染或人身伤亡。

参考文献

[1]李红卫.变压器油化验技术分析及影响[J].中国高新技术企业.2016(01).

[2]杜双育,王红斌,李峰.变压器油温异常状态识别方法[J].电气应用.2015(S2).