火电厂主变压器油劣化行为及规律分析

火电厂主变压器油劣化行为及规律分析

尹亚琴

华电内蒙古能源有限公司包头发电分公司 内蒙古包头市九原区  014013

摘要：变压器油是天然石油中经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物绝缘油，是石油中的润滑油馏分经酸碱精制处理得到纯净稳定、黏度小、绝缘性好、冷却性好的液体天然碳氢化合物的混合物。对于变压器油劣化原因的分析，采取适当的措施对于延长产品的使用周期有着关键的作用。对老化的变压器油还可以采取相应的手段或方法加以处理，在实现降低经济成本的同时，还可以达到资源回收利用的目的。因此，有效的实现了经济和社会利益的双收，促进企业的可持续发展。

关键词：电厂；变压器油 ；劣化  

变压器油作为变压器绝缘和冷却的重要媒介，其质量的优劣对于电力系统中变压器的安全性和稳定性产生重要影响。但由于各种原因使得运行的油质变质或劣化，给变压器安全运行造成威胁。变压器油作为一种矿物绝缘油，主要来源于天然石油，在经过一系列的化工处理后，所获得的。具有绝缘性强、冷却性优、粘度好等诸多优势。而开展有关于变压器劣质油的相关分析，对于变压器使用寿命的延长具有重要的价值。变压器油劣化直接影响到变压器的安全运行，威胁电网的安全运行，因此，对变压器油劣化规律的试验研究非常有意义。

一、变压器油的劣化机理

变压器油的劣化分为热氧化和电气劣化电和热的故障使 C－C键和C－H 键断裂，生成H原子和不稳定的碳氢化合物的自由基，这些物质通过复杂的化合反应生成醇、醛、酮等多种氧化物和酸性氧化物以及 H2 气和低分子的烃类物质( CH4、C2H4、C2H2、C2H6 )，随着能量的不断增加以及时间的推移，最终生成碳氢聚合物( 油泥) 和析出碳粒。

1、变压器油的热氧化机理。变压器油的热氧化是指油在温度升高、光照、辐射以及氧气等多种因素的共同作用下使油品加速劣化。一般的光线由于波长较长、能量低对油品劣化影响较小，而一些波长短、能量高的辐射对油品劣化影响较大，它可以切断分子链和破坏分子之间的交联力，使油品的粘度增大，容易产生悬浮物和沉淀。过热是变压器油加速劣化的重要原因，变压器油温升高的原因主要是来自铁心、绕组、固体绝缘等元件在运行过程发热产生的，在一般情况，这是一个缓慢的过程，但是在电导体接触不良、电流过高等原因可能造成某一部位温度过高而劣化加速。热氧化的反应机理可以用以下的反应式来表示:

2、电气劣化机理。在电弧、电晕的电离作用下，变压器油的化学性能和电气性能要能发生劣化，其老化的机理包括游离放电作用引起的。游离放电老化是指油在高电压的作用下，油中的气体杂质和水分产生气化微泡，在高电场强度下发生微观电击穿，气泡局部放电还产生紫外线或 X 射线，导致油品降解; 或者油中的高电导率的杂质在高电场强度下出现冷发射电子，大量的高能量带电粒子轰击油品分子，其轰击能量达到 10eV以上，已经达到了烷烃的电离能，从而导致变压器油主链裂化分解，产生低分子量的分解产物; 此外，电导电流引起的焦耳热效应、介质损耗引起的热效应造成油温升高产生化学分解。

二、变压器油劣化原因

烃类混合物是变压器油的主要组成部分，而其物理特性的改变，受内、外界因素影响较大，例如内部化学反应极其外部环境等，这一系列的改变，都会致使油质受到波及。除此之外，人为原因在变压器油劣质的过程中，也起到了推波助澜的作用。例如，技术水平受限，管理缺失等。但是，经过对众多实践进行总结后发现，大部分变压器油劣质的原因都是受氧化作用所致的。尤其是变压器中的金属构成部分，受水汽的影响，就会加速氧化作用的发生。杂质和水分是大部分变压器油中均会掺杂的物质，虽然上述物质的存在，并不会对油的性质产生影响和改变，但是，需要注意的是，水分子和铁会在一定的环境下，发生化学反应，并且，受磁电厂的影响，水分子会发生分解反应。该现象产生的根源在于，在变压器油中，水分子主要分布在变压器的两极之间，并且会沿着电厂的方向逐渐延伸，导致链状结构的形成，这对于变压器油的绝缘强度而言，会产生破坏作用，情况严重还会沿着主条链，并将主条链击穿。

三、变压器油劣化处理方法

在以往的处理过程中，更倾向于物理净化法，譬如，离心分离、过滤都是曾经采用过的主要方式之一。而在具体的时间消耗指标上，还要取决于技术水平和油质的劣化程度。除此之外，化学方式也可以应用于电力变压器油劣化处理过程中，而硫酸处理就是最典型、最具代表性的一种方法。但是，不管是予以何种方式和手段进行干预，废弃油的循环再生处理都是至关重要的。而在具体的处理方式的择选上，还应该充分的对再生油的质量和杂质的掺杂情况进行综合考量，只有这样，才能择选出一种最适合使用的处理方式和方法，以此来降低企业的生产升本，促进企业经济效益和社会效益的双提升。鉴于此背景下。笔者就当前时代背景下，对电力变压器油劣化进行处理的方式做出了一些总结如下。

1、物理吸附法。对于废弃油中所富含的杂质、氧化产物和一些水分等，将吸附剂于其中应用，所采用的主要原理就是吸附剂自身所具有的吸附能力，因此，将废弃油和吸附剂进行充分接触的过程中，就可以有效的完成废弃油中有害物质和杂质的清除，进而达到净化实现的目的。通常情况下，接触与过滤是最常用的两种方式。但是两种方式的应用条件存在差异。当设备正在运转正常工作，或是经检验后发现，油质劣化的程度较轻时，便可以予以带电过滤的方式进行干预和处理。但是，若经检验后发现，劣质油中发现存在水溶性酸的现象，此时则需要采用接触法进行干预和处理。因此，在上述两种方式进行选择前，必须要明确场合和具体状况的差异，并以此作为方法选择的依据。

2、化学处理法。所谓的化学处理法，主要是指在硫酸的辅助下完成电力变压器油劣化的处理，当前阶段，最常使用的化学处理方法即为硫酸-白土再生法。之所以采用这一方法，主要的化学原理为，在常温的环境下，烷烃类物质和硫酸之间并不会导致化学反应的出现和发生，即使与芳香烃之间存在者某种化学反应，但是，在反应的速度上，相比较其他的化学反应而言，也较为缓慢，所以，予以硫酸的化学方式进行干预和处理，能够有效的实现在最大化的对油质进行保护的基础上，完成其再生。同时，采用该种方式进行干预，在再生效果上，相比较其他的方式而言，也明显更加优异和出色，甚至于可以达到新油的标准和要求。除了上述的作用外，对于劣质油中所含有的沥青等相关杂质，也可以有效的实现溶解的作用，由此发生的化学反应，可以促使二氧化硫的生成，特别是在温度不断增加的过程中，化学反应发生的速度也会更加明显和强烈。

综上所述，通过分析不难发现，变压器油的优劣对于油品的质量和设备运行的安全性和功能性将会产生严重的影响，所以，针对变压器油劣化的原因进行仔细分析是十分必要的。因此对于劣化原因进行细致分析，然后针对性地进行处理是非常必要的。作为企业来说，也要高度重视这一环节，抓好油品的再生工作，并且对于再生后的绝缘油，也要对其进行检验，符合质量标准，真正实现可持续发展。

参考文献：

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