电力变压器绝缘油介质损耗因数超标的处理

电力变压器绝缘油介质损耗因数超标的处理
何冰
摘要介绍了解决变压器绝缘油介损超标的几种方法，分析了各种处理方法和优缺点，并对绝缘油的跟踪试验和技术监督提出了几点建议。

关键词变压器绝缘油介损因数监督
1996年10月起，广东省电力系统连续发现220 kV主变压器出现绝缘油介质损耗因数增大超标，导致变压器整体绝缘水平下降的情况。

为此，广东省电力试研所要求对全省220 kV及以上的主变压器绝缘油进行介损普查，该检查历时1 a才结束。

在此，笔者就超标绝缘油的处理及其跟踪试验情况谈几点看法。

1 超标绝缘油处理
在电力系统内，解决绝缘油介损超标采用的方法有两种：一种是更换不合格油，重新注入经电气试验和化学分析各项指标均合格的油；另一种则是对超标油进行过滤处理。

用这两种方法处理绝缘油介损超标各有其优缺点。

1.1 换油处理
1.1.1 优点
可缩短系统停电时间，只需放净变压器内旧油，用合格油对变压器进行冲洗，再对变压器进行真空注油，绝缘油中，抗氧化剂含量不会下降。

这种处理较适用于：机组不容许长时间停电；机组运行了较长时间，油酸值较高，油呈深黄或褐色，出现游离水或油混浊现象，并全面降解的情况。

1.1.2 缺点
a)如注入的新油与变压器原用油品不同产地、不同牌号或所含添加剂类型不同，遗留在变压器器身及原来充分浸渍的构件内旧油与新油出现了混油问题，残余旧油将不合格因素带给了新油。

目前有较多的人持这样的观点：简单的换油不如滤油对变压器的“冲洗”来的彻底。

b)换油耗费大，以目前采用较多的茂名油和兰州油购价估算：10号变压器油的价格为3 500～4 000元／t，这样一台220 kV的变压器按装油的质量40 t 计算，则需14万～16万元。

从节省能源角度和考虑废油污染生态环境，对超标油不应首选换油处理。

1.2 过滤处理
虽然目前对变压器油介损超标污染源的看法尚未达成一致，但实践证明了这是由可穿透普通滤纸的极性物质所引起是毋庸置疑的。

而传统的硫酸-白土法处理高介损变压器油因处理过程繁琐，且处理后产生的废料对环境造成污染。

有实例说明：用旧的油净化工艺处理50 kL的油会造成8 t的废料，这此废料足以对150 000 m3的水造成污染。

因此，目前对高介损变压器处理的办法归结起来分别是机械式和滤芯式的吸附过滤法。

1.2.1 优点
在对绝缘油作过滤处理过程中，器身中的油品经滤油机作了一次较全面的“筛选”。

目前不少观点认为：滤油比单纯换油对变压器内存在的隐患部位的处理较彻底；节约维护开支；不用考虑旧油废弃问题。

1.2.2 缺点
系统停电时间长，吸附过滤后令油中的抗氧化剂含量下降；与换油相同的地方同样有难以将旧油更换出来的油区，如散热器处、器身放油阀油管以下位置，非强油循环冷却的变压器(没有潜油泵)线圈部位。

这部分潜在问题处理后的变压器油在重新投运后介损值有可能重新回升。

1.2.3 处理
1.2.3.1 板柜式滤油处理
板柜式滤油处理采用板柜式滤油机加上沈阳四达净油器厂吸附滤板的处理方法。

此法的方便之处在于更换滤板方便，且换下的滤板可当燃料烧掉，与废弃的做法相比不易造成环境污染。

需要注意的方面是：板柜式滤油机为敞开式，绝缘油在经滤油机放置吸附滤板吸附过滤时，也受到了外界环境的影响，因此，需选择好天气处理油。

不同流量的滤油机需调整好其流速，否则压力过大过滤时会在油中“逼”出许多气泡。

同时，压力过大容易令吸附滤板爆开，则对附滤纸的纤维质会在旧身部分散开，给滤油带来另外的麻烦。

解决新问题的办法是：将普通滤纸与吸附滤板放烘箱干燥后，用两张普通滤纸夹住一张吸附滤板的办法放入板柜式滤油机的铁板间隔中。

使用该方法的处理效果可参见表1。

表1采用板柜式滤油机进行超标油处理
1.2.3.2 真空滤油机处理
真空滤油机的作用是脱去油中的气体和水分。

使用以西安热工研究院研制的多功能组合式净油机为代表的吸附滤芯法。

其优点是：密封操作，受外界环境影响小，加热器可对油温作自动控制，滤油机本身具备真空脱气脱水功能；
其缺点是：每次交换吸附剂时，饱含废油的吸附剂对环境造成污染。

该方法的处理效果可参见表2。

表2采用真空滤油机进行超标油处理
1.2.4 要注意的问题
以上两种滤油方法，既要保证吸附剂效能的充分发挥，又要考虑油温超过70 ℃时会加速油的氧化速度，要注意控制加热器的温度，使滤油机出口油温不要超出75 ℃。

对介损超标油的处理方法不是唯一的，认为于采用某一厂家的滤油机处理效果才会是最好的看法则是片面的，各个单位应视自己的过滤设备条件，对设备使用熟练掌握的程度，允许停机时间等因素决定采用何种办法来对超标油过行处理。

2 跟踪试验
系统内若干绝缘油介损超标的变压器经过滤处理后，又出现油介损短期内再度回升的现象，因此，经处理过的绝缘油都需要跟踪试验，这种情况可见表3。

表3跟踪试验经处理过的绝缘油
对介损回升问题，目前所持的主要看法有：过滤时加热器发热情况控制不好使油温度达到要求的65～70 ℃之间；在滤油的死区位置氧化生成物在变压器重新投运后再次溶解到热油中；新换油或过滤油与绝缘材料的相溶性使绝缘材料在热油和电场下继续释出极性物质。

总之，过滤处理后的跟踪试验是必要的，根据经验值我们把跟踪时间定为处理后1 a，每相隔3～4个月送检一次，以后可在必要时送检或根据规程要求送检。

3 油品的选取及取样
3.1 绝缘油的选取
由于投运后的负载情况及固体绝缘材料的选材不同，尚无法确定一种新油品在变压器今后的运行过程的氧化情况，因此，从减少系统运行过程中隐患及减少维护费用，减少系统因正常检修外的停机等出发，新变压器及换油时首选的绝缘油应该是溶解度高、粘度指数低的环烷基变压器油。

3.2 取油样
a)因变压器油的敏感性强，应选用洁净、干燥的专用取样瓶，样瓶中若残留了发动机油，其体积分数仅为10-6数量级就足以破坏电介质损耗；
b)应选晴天、晨雾散去以后取样；
c)应从下部取样阀取样；
d)取样前，应对取样阀口进行内外清洁；
e)取样前，要放尽油管死区内的油样；
f)取样后充分密封，贮存于暗处，因矿物油对紫外线极敏感，宜尽早送检。

4 结束语
变压器在投入运行后，油品难免和空气接触，吸收、溶解氧气并与之化合，生成酸性物质，提高油品的导电性，降低油的绝缘性能。

在较高的运行温度下，会使因体纤维质绝缘材料受到破坏，而且酸性物质产生的沉淀物在导体线圈、绝缘部件上堆积，加速了固体绝缘材料的损坏。

这种状况维持时间长了，单纯对被氧化的变压器油进行过滤处理甚至换油，也不能根本解决问题。

因此，就会出现油指标虽然合格了，可是变压器的总体绝缘状况仍未能恢复的现象。

我们必须按照规程要求及根据设备的运行情况进行定期送检，及时了解变压器绝缘状况的变化，通过分析使用中的电力变压器绝缘油来监控变压器系统性能，达到保证设备发全经济运行的目的。

作者单位：广东省电力试验研究所，广州510600。