浅谈变压器绝缘油的维护与再生

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用2油净化和再生工艺图 (a)油净化工岂;(}.)油再生1.艺
(1)油净化处理。油净化处理就是将油过滤除 去颗粒悬浮物、氧化物等。涵过高真空处理以除去水 分、潮气和空气是有效的防护措施。这是国内变压器 制造厂、变雕器安装公司和电力公司正常使用的方
3变压器油的再生处理
3.1优点 (1)保护环境,防止污染(滤油设备应具备此功
的好坏,而变压器绝缘的好坏亦直接关系到变压器寿 命的长短,因此,对变压器绝缘油的运行维护工作在 电力系统中显得尤为重要。做好了这项关键工作,不 仅可以节省能源、节约资金、利于环保,而且还可以延 长变压器的使用寿命。
1 变压器油的油质分级和试验诊断
1.1油质分级 变压器绝缘油按油质的好坏可分为7级(见表1)。
运行经验表明,对油进行周期性测试(1年 1次),是可以促进油质经常处于“良好”状态的有效 措施,尤其对于已经进行过处理的油而言则更是如 此。对变压器油的诊断及对策见表2。
表2运行中变压器油的诊断及对策




击穿电压/kV
界叫张力/mN-m一
超标数据 比新油标准低5l℃ 比前次试骑低5℃ 500 kV没备:≤5【】 300 kV设备:≤45 66—220 kV设备:≤35 20~35 kV设备:≤30
就地再生处理,就是用泵将油从变压器底部抽 出,经过加热,然后通过诸如白土吸附剂床进行过滤、 脱气和脱水后再从上部返回到变压器。该过程是连 续进行的,当油达到规定的指标时,结束处理过程。
经过正确再生处理过的油,其各项化学和物理指标 几乎可以达到新油的标准,甚至可把他当作新油看待。
4变压器油的再生实例
4.1大亚湾核电站2号500 kV主变压器 对大亚湾核电站2号500 kV主变匮器的现场油
等级
l 2 3 4 5 6 7
油质 良好 较好 合格 不良 很坏 极坏 故障
颜色 浅黄 黄色 亮黄 琥珀色 褐色 深褐色 黑色
表1 变压器油的油质分级
酸 度 界面张力/raN·m。1
0 03~0 10
30—45
0 05—0 10
27—30
0 1l—O 15 016一O 40
24—27 18—24
0 41—0 65
由表1可知,第1等级的油具有各种优良指标; 第2、3等级的油是在“预防维护”范围内,属于较好等 级的油。这种油虽然所有功能仍能维持,但当其界面 张力降到27.0 mN/m时,标志着溶解状态的油泥已 开始形成,建议这时应对变压器进行检修;后3级油 为“故障维护”阶段的油,要求马上维护处理;几乎所 有油质为“坏油”级变压器的内部零件上都有油泥沉 积。油的等级到达“故障”级,此时要考虑的应是变 压器的剩余寿命而不仪仅是油质状况了。 1.2油质劣化的原因
(3)油污染的影响。容器内表面不清洁造成的 污染较为常见,而混油时处理不当也可造成污染。
万方数据
36
电力设备
第4卷
(4)油中酸和水的影响。①酸。变压器油的
图1 变压器层压纸板在250倍电子显微镜下的照片 (a)酸值为0 05;(h)酸值为0 10; (c)酸值为o 20;(d)酸值为0 30
酸值(或中和值)达到0.10mgKOH/g就已经明显地 损害了变压器的纤维质(纸),变压器油酸值的升高 是缓慢、恒稳和持续的,并且与油的全面降解密切相 关,肖酸值达到0.2~0.5mgKOH/g以后,油和绝缘 材料的降解过程加速并伴随着油泥的生成,变压器 层压纸板在250倍电子显微镜下的照片见图l。 ②水。油和纤维素在其自身降解和化学反应中都要 产生水,这些水反过来又进一步加速油和纤维素降 解,从外部侵人变压器的水将使问题更加严最。 20℃时纸对水的亲和力比变压器油高3 000倍,许 多时候变压器内的绝缘纸含水很高,而油却足干燥 的,水参与纸绝缘的化学分解、水还有形成减弱纸绝 缘强度的作用,当含水量为干燥纸的3%时,纤维素 实际上已经开始在变压器油中松散飘逸。 1.3试验诊断及其对策
变压器油和纤维质绝缘材料正像其他有机材料 一样,在运行中受到水分、氧气、热量以及铜和铁等制 造材料催化作用影响,发生化学变化,这个过程称为 “老化”。最终的结果是限制了变压器的使用寿命。 辟管制造厂在没计制造中采用了使设备密封防止卒 气进入等方法以改善油质,但是油和纸绝缘的劣化仍 可能发生。
其实,变压器油的再生和油泥右除早在35年以 前就已经在美国神I其他国家得以应用,且用硅藻土进
能)。吸附剂再活化工艺不必对大量用过的饱和的油 再生材料进行处理,从而省去了代价高昂的废料处理 工艺,避免了废弃JR油和吸附剂对环境的污染。
(2)保护资源,节省费用。变压器油再生可以节 省资金,IEEE变压器委员会坚持认为,推广油再生所 获得的最大好处在于用适当的再生油代替大量价格 昂贵、通常在运行中需要加以维护和补充的新油。
500 kv设备:>0 02 300 kv以下设备:>0 04
油质老化程度较操:油被荇染; 汕中古有极性杂质
检查酸值、水分、界而张力、进行 再生处理,或更换新油
体烈电阻率(90cc)/D,·m
<flo…~lOlll
汕质老化程度较深;油被污染; 油中含有极性杂质
应查明原因.对少数设备可换油
油泥与沉淀物
行油再生的方法已经被IEC 422标准所采纳和推荐。
油净化和再生的工艺图见图2。
顿粒悬浮{坷可见油泥 水分和潮气气体和氧化物
变压嚣绝缘系统的预期岢命
图3变压器绝缘系统预期寿命趋势图 1一新汕;2一换油以后;3一油再生以后:4一去油泥以后
只酉订丑开生处理才能量回地、何毅封旦障掉变压嚣中的裂桦严柳 【b)
有油泥和机淀物存在(质量在 0 02%以下可忽略不汁)
油质老化;杂质污染
进行油处理|直n经济合理可换油
2 变压器油的维护
根据对变压器油进行试验诊断的结果,运行人员 应埘变压器油进行维护,以使变压器在“无油泥范 围”内运行,从而防止在变压器油巾形成氧化产物而 缩短变压器的寿命。
2‘1差馨纛用的维护措施主要是
(1)加强对油的监督,采取合理刘策,避免或减 缓油的劣化。
(2)采用正确的方法对已劣化或不合格的油经 过适当的处理(含再生),使其恢复到原有性能。
万方数据
——第—4—期————————————————张—淑 ——珍—等—:—浅—谈—变—压—器—绝 ——缘—油—的—维—护—与—再—生——————————————————一37——
变压器寿命就是油和纸绝缘系统的寿命。变压 器内部固体绝缘——纤维素纸的老化和逐渐裂解是 变压器内部一些化学反应的结果.固体绝缘材料具有 不可逆的老化特性,且在日常运行中是无法维护的。 而变压器液体绝缘——油的老化和降质是可以进行 净化和再生处理的,而且,经过净化和再生处理后能 如同新油一样或者更好。变压器作为电力系统的关 键设备之一,其运行的可靠性和寿命的长短对电力系 统的安全、经济、可靠运行起着举足轻重的作用。由 于变压器绝缘油质量的优劣直接影响到变压器绝缘
法,通过净化处理,可将油的击穿电压提高到要求水 平,以保证油和变J玉器绝缘处于良好的状态。
(2)油再生处理。预防性维护是充油没备最好 的保养方法,其最大的好处就是既可延长变压器的使 fH寿命.又可延长变压器油的使用寿命。当变压器油 还没有劣化到只能靠检修才能完全解决其中油泥问 题的程度时,对油进行再生处理是最可取的叶』问措 施。再生处理是让汕在变压器和滤油没备之阈闭路 循环,使变压器油在60~70 cc的油温下重复循环 8~to次,变压器油的质量将可满足IEC和国标要求, 但必须根据油的试验确定。十分晕要的是,对变胯器 中的油进行再生热循环处理,不仅可将油恢复到类似 或超出新油标准的状态,而且通过热汕循环,还nr使 犹税在变压器内部的油老化生成物溶解于热油中,变 压器油通过再生设备可除去油中的酸、水分及油降解 的其他生成物,即他对变压器町起到一次彻底“冲 洗”作用。如果单纯用十净油更换变压器内严重劣化 的油(脏油),变压器最终还是一台脏的变压器,变压 器油还会很快劣化。变压器绝缘系统采用油再生、去 油泥、换新油等方法后的预期寿命趋势图见图3。
浅谈变压器绝缘油的维护与再生
张淑珍,李东,傅锡年
(国家电网公司武汉高压研究所,湖北武汉430074)
摘要:简要分析了运行变压器绝缘油油质劣化的原因厦雏护处理时策,着重介绍了油再生处理的好处和经济性,给 出了变压嚣绝缘油的再生实例砬进行油再生处理应注意的问题,以期有助于变压器绝缘油的运行维护工作。 关键词:变压器;绝缘油;再生;维护 中图分类号:TM403 9

棕红
145
52
28 3

75
59 2

黄色
145
6.01
“7
2.8
0 465
84
再生前,油的击穿电压、水溶性酸、界面张力等指标偏低,介损超出运行油标准。经再生处理后.各项指标明显提高,均达到 新讪标准
4.2珠海电力建设工程公司新堂变电站1号110kV 主变压器
对珠海电力建设工程公司新堂变电站1号110kV 主变压器在现场带电情况下进行油再生处理,解决器 身受潮的问题,油处理结果见表4。油再生处理后效果 显著,且绝缘电阻明显升高,本体介损可降至1.o%。 4.3清远电力局育佳变电站2号220kV主变压器
<19
诊断


设备存在局部过热或放电故障; 补错r油
查吵f原因消除敝障,进行真空脱 气处理或换油
油中水分含量过大;油中有杂质 颗粒污染
查明原冈,进行直亭滤油或更换 新油
油质老化严重,油中有可溶性酸 或沉淀性油泥析出;油质污染
结合酸值、油泥的测定采取对策, 进行再牛处理或更换新油
开厦损耗凼数f90t)
(1)运行条件的影响。变压器在正常条件下运
行时,油具有一定的氧化安定性,但当变压器超负荷 运行或因局部过热而导致油温升高时,油的老化会加 速,油的质量会变差。
(2)设备条件的影响。当变压器的密封性不好 时,漏气、漏水会加速油的氧化和老化;呼吸器内的干 燥剂失效没有及时处理或净油器(热虹吸器)内的吸 附剂失效后未能及时更换等都会促使油氧化变质;绝 缘材料与油的相容性不好,也会促进油的老化。
14—18
0 66—1 50
9—14
≥1 51
6—9
对变压嚣的影响程度 可提供有效的拎却,保护绝缘 油的氧化物引起界面张力下降,油泥开始形成 脂肪酸覆盖绕组,绝缘中可能有污物排入油中 铁心和绕组上开始有油呢沉积,散热片内表面会首先沉积油泥 沉积的油泥不断氧化和硬化,绝缘发生收缩 油泥隔绝冷却表面,堵塞油道 犬量油泥形成
油再生处理设备是将一种或几种再生方法组合 成为一套移动式、车载或固定系统,包括油泵和其所 需的仪表。车载系统可以到变压器的现场进行油处 理——重整或再生。在现场,利用车载再生系统可以
使劣化油恢复到新油标准。 3.4油再生处理的过程
油再生处理的过程是使严重劣化的变压器油简 单地通过诸如白土吸附剂床,以除去油中大部分的裂 解产物,将油加工(加入足够的抗氧化剂)恢复到像 新油一样运行特性的过程。
(3)延长变压器的使用寿命。通过在现场进行 变压器油再生循环处理,可大大提高变压器的绝缘电
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电力设备
第4卷
阻,降低变压器的本体介损,从而提高变压器安全运 行的可靠性及其使用寿命。目前,110kV及以下的变 压器町以带电进行油再生处理。 3.2经济合理性
一般来说,变压器油再生的费用低于重新充注新 油的费用。但是,在确定是否采用油再生处理时,应 在经济上证明是合理的。
再生处理,在18天内完成了235 t不合格变压器油的 再生处理,并完全达到新油标准。表3为变压器油再 生后的实测数据。
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项目
再生前 再生后 结论
表3 太亚湾核电站2号主变压器油再生前、后的实测数据
外观
颜色
闪点 /℃
水溶性酸 (pH值)
界面张力
/mN·m_1
微水
/uL·L
介损(90℃)
/%
击穿电压
/kV
IEEE提出,在证明变压器油再生处理的经济合 理性时要考虑下列因素:①材料费用;②在运行中 对老化和/或受污染材料的处置;③依最终产品质量 而异的过程的总费用;④设备维护和折旧;⑤油的收 集和贮存费用;⑥劳务和运输费用;⑦试验室费用。
重要的是,油再生处理不仅仅只是将油恢复到 “类似新的”状态,他还具有使变压器复原的功用,这 一点正日益被人们所认识。 3.3油再生处理设备
2.2处理对策 (1)净化。油净化是变压器有效的防护性措施,
通过净化可提高油的击穿电压水平。 (2)Pj_生。变骶器的全部油量通过滤油机重复
循环获得再生,与此同时,他还能彻底地“冲洗”变压 器,此换油的效果更好。
(3)去油混。去油泥足早期的现场处理,应当在 油泥硬化之前进行。
(4)f:燥。一般采用传统1二艺,即在现场加热析 出水分,需要的时问较长。 2.3维护措施分析
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