变压器绝缘老化的原因及对策

层油温及 其温 升值 均不超过允许值 ， 才能保证变 压器安全运行 。
现场诊断是确定 变压器绝 缘强 度的手 段 。现场 诊断 和趋势
能及 时 检测 变压器 的过 热、 局 过负荷运行 加速变压 器不可塑 的老化 ， 缩短 变压 器的 寿命 。 分析 的结合是最重要 的检测 手段 ， 揭 阳供 电分公司在 １ ９ 绝缘 油色 谱分 析 中， ９ ６年 发现 ４台 １Ｏ １ ～ 部 放电、 电价质劣化 、 线圈位移等 。有下列检测项 目： ２ ｏ Ｖ变压器总烃超标 ， ２ｋ 是局 部过热所致 ， 发后 马上对 产生 局 事 部过热 ４ 台变压器限负荷运行 ， 防止变压器再出现局部过 热 。
取得 了 良好 的经济 效益 ，９ ９ １ ９ １０ ， １ｈ 损失电量 ２０ ９ ＭＷｈ 变压器烧坏 。由此可见 ， ， 变压器 出 口突 短路引发变压器烧毁及 停 电事 故 ， ８ ０ Ｗｈ ２０ Ｏ×１ ， ２ ０ ０ Ｗｈ 到 ０ ４年 供 电 发性 短路 将对变 压器造 成极 大损伤 并 引发大 面积停 电 ， 危害 极 年供 电 １ ×１ ， ０ ０年供 电 ２
度降低 ２ 左 右， Ｏ 绝缘 已部分老化 。按 阿列纽斯法 则 ， 变压器超 过最大允许 温度后 ， 每上升 ６ ， ℃ 变压 器寿命减少 １年 ， 明运行 表
变压器不允许超 负荷运行 。西 门站 １ ＃主变压器 ， ９ ４ 投运至 １８ 年 １９ ９ ２年退出运行 时 ， ８年运行 中经 常处 于满载 及过载 状况 （ 约有 １ 年多时 间） 造成变压 器加速 老化 ，９ ２年 吊罩检查 ， ， １９ 发现绝缘
的作用下 ， 绝缘逐渐老化 ， 一般为 ２ 年 。据统 计 ， Ｏ 变压器 运行维 护不 良造成的事故约 占 事故 总数 的一半 。变压 器是 电力 系统最 重要 、 昂贵 的大型设备 ， 它发生故 障， 最 若 将会引致大面积停 电事 故， 给国计 民生造成 巨大的经济损失 。
揭 阳供 电分公司变电部（ 县局除外） 目前直管 １ ０ Ｖ及 以上 １ｋ 变 电站 １ 座 ， ５ 主变压器 ２ ， ６台 容量 １６ ＭＶＡ， ４０ 电网庞大 ， 负荷密 集 。若按每个电压等级 和容 量进 行备 品 ， 么将 占用 巨额 的资 那
变脆。绝缘 油的色谱分析 有 Ｃ Ｈ 气 体 （ ２ｚ 体积分 数 ５ ０ ）总 ×ｉ ， 烃超标 （ 体积分数大 于 １０ ０ ） 变压 器严重 渗油 ， ５ ×ｉ ， 为了安 全
起见 ， 决定把变压器退 出运行 。 １ ２ 氧化造成绝缘油的老化 ． 绝缘油与空气 接触 后 ， 加速 绝缘 油 的老化 ， 使油 ｔｎ ａ ６增大 ， 产生大量油泥 ， 油泥的产生堵 塞油道 ， 响散热 ， 成局 部过热 。 影 造
ＲＥＮ ａ ｇ，ＧＵＯ ｅｂｎ Ｘｉｎ Ｘｕ － ｉ
ａ ａｙ ｅ ｍｏｅ ｖ ｒ ｔ ｒ ｔｃ ｉｎ ｈ ｓ ｏ ｋ ｒ ｒｓ ｎｔｄ ｏ ｈｉ ｎ ｌｚ ｄ ｒｏ ｅ ｈｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｏｆｔ ｅ ｅ ｒ ｃ ｓ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｅ ｎ ｔ ｓ Ｏ
变压器寿命 管理的核心 是确定 绝缘 寿命 的状态 。除从 源 上
防止变压器绝 缘老化的措施外 ， 应建 立一系列检测系统及检测 制
测量线 圈温度是平均温度 ， 与最热点温 度大约低 １ ℃ ， 以规 定 度 ， Ｏ 所 保证变压器安全运行 。
． 上层 油温不要超过 ８ ℃ 。（ ５ 温度在 ８ ℃的基础 上增 加到 ９ ℃ ， ５ ５ 氧 ３ １ 预警 系统
度降低易产生局部放 电、 的工频及 冲击击 穿强 度降低 ， 绝缘 造成
变压器 的击穿损坏 。
１ Ｉ 热的原 因造成绝缘老化 ．
油与铜金属直接接触 ， 易产生有 机酸 ， 降低变压器绝缘 性能， 老化 过程最终产物是水分 子 ， 高压 全密 封变 压器微水 量增 多 ， 超 意味
着绝缘有老化迹 象。
１ ３ 电气原 因引发的老化 ．
变压器过负荷运行 ， 温度超 过绝缘 材料允许 的数值 ， 固体绝 缘 高分子链发生裂变 ， 造成绝缘 材料变脆 弱 ， 聚合度 降低加速 绝
缘老化 ， 短 变 压器 寿命 。固体 绝 缘 过 热 有大 量 Ｃ Ｃ ２及 缩 Ｏ、 ０ Ｃ Ｈ Ｈ ２ 、 气体产生 ， 绝缘 油在 高 温下也 产生 Ｈｚ 及各 种特 征气
把 不允许变 压器满负荷运行 ， 目前一般认为油浸变压器绕组 绝缘最 合起 来对变 压器 绝缘进 行 预测 ， 变压 器 的异 常发 现于 萌芽之
高温度为 ９℃～９℃时 ， 压器具 有正 常使 用 寿命约 ２ 年 ， ５ ８ 变 Ｏ 若 初 。
． 温度 为 １ ５ 时， 为 ７年 ， ０℃ 约 温度为 １ ５ 时 ， 为 ２年 。只有上 ３ ２ 现场诊 断 ２℃ 约
ｌＯ Ｖ ｌｋ 汕头设 备厂 １８ 年生 产 ） １８ ～ １８ 年 间， ｌｋ ／ＯＶ， ９４ 在 ９８ ９９ 由
于系统 负荷加重 ， 经常超 、 负荷运行 ， 色谱 分析结 果可知 ， 满 据 总
烃体积 分数超过 １０ ０ ，（ ２ ２／ （ ２ ） 比值为 ７９ ５ ×ｉ～ Ｃ Ｈ ） Ｃ Ｈ６的 ．～
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Ｄｅ ． ０ ５ ｃ２ ０
西
１４ ８
部
探
矿
工
程
Ｎｏ １ ．２
发变压器绝缘位移 ， 圈变形 、 线 电场分 布极 不均匀 ， 造成变压 器寿 系统过 电压水平 ；
终。揭 阳供 电分公司在 １ ９ ～ １ ９ 间 ， ９ ２ ９ ５年 共发生 ６次 大型 变压 １ ０ Ｖ的 ３ ． ＭＶ 和 ４ ＭＶＡ变压器损坏 。例如 ：９ ３年 ６月 １ｋ １５ Ａ ０ １９ ２ ４日，５ Ｖ 出口三相 （ 空母 线桥爬 上一 只猫 ） ３ｋ 架 短路 ， 电时 间 停
Ｃ Ｏ＋Ｃ ２ Ｏ 生成 量在 ０ ２ ～Ｏ ３ ｍＬ ｇ范围 ， 时绝 缘材 料聚合 ． ５ ．２ ／ 这
金； 同时万一 出现故障 ， 修复 电周 期长 。在 目前揭 阳电 网容量 抢 还远未达到大型企业 水平情 况下 ， 时间停 电造成 的影 响和损 长
失将是深远和无法估量的， 也是一流供电企业供电可靠性要求
（９９ ） ９．６ 所不允许的 。目前 ， 变压器的入侵波保护 、 内部过 电压 保 护比较健全 ， 氧化锌避雷针广 泛应用 ， 变压 器制造水平 和绝缘 水平得到不断提高 。在这 种形势下 ， 科学的运行监督能提高变压 器安全运行水平 ， 提前发现缺 陷和预知将 来故 障类 别 ， 对延长 这
变压器 的寿命周期 ， 提高经济运 行效益有 十分重要 的意义 ， 因此 必须高度重视变压器的寿命管理 。 Ｉ 加速变压 器寿命终结的根 源是绝缘的老化 绝缘老化 ， 使变压器逐渐丧 失原有 的机械性 能和绝缘性 能 ， 运行 中产生 的电磁振动和 电动力 ， 也容 易使变 压器损坏 ； 绝缘强
１． 。当 （ ２ ） Ｃ Ｈｓ大 于 ３时 ， Ｏ７ Ｃ ／ （ ２ ） Ｈ４ 变压 器处 于较高 的过热
区 。变 压器过热 ， ０＋Ｃ ２生成量 明显增 多 ， Ｏ＋Ｃ ２生成量 Ｃ ０ Ｃ ０
与绝缘 寿命 有密切关 系。据该 变压器 Ｃ ０＋Ｃ 生成 量情 况看 。 Ｏｚ
当Ｃ Ｏ＋Ｃ ｚ Ｏ 生成 量 为 １ １２ｍ ／ 时 ， ～ ．５ Ｌ ｇ 绝缘 聚合 度降 低 ５ Ｏ （ 绝缘材料抗 张力 降低 ５ ）此 时变 压器 不能运 行 。该 变压器 Ｏ ，
（）加强配网改造 。１ ９ 年 开始 ， 阳供 电分公司加大配 网 ５ ９４ 揭 线则改为架空 绝缘导线 ， 改善 了运行条件 ， 降低了短 路事故率 ； 经过整改 ，９ ５年后 ， 阳供 电分公 司再 未发生 变压器 出 口 １９ 揭
将城区架空线 有计 划地逐 步改 为地下 电缆 ， 区架 空 郊 器 １ｋ 出 口 短 路 ， ０ Ａ 以 上 三 相 短 路 电流 冲 击 造 成 ３台 改造力度 ， ＯＶ １ｋ
２ 阻止变压器加速老化 的措施 ２ １ 防止过负荷运行 ．
密封变压器加强密 封胶 囊的维护及变压器充氮措施 。
３ 大型变压器寿命管理 的内容
变压器大多数 用 Ａ级绝缘材料 ， 最高允许温度 为 １ ５ 。变 ０℃ 压器温度最高部位是铁心和线 圈， 上层 油温次之 ， 下层油 温最低 。
化速 度增 加一 倍 。温 度与 温 升的关 系 ： ） 允许 温度 一允 许 温升 ＋
大型变压器在线监测 系统 （ 氢气 、 部放电及绝缘在 线监测 ） 局
４℃（ 围空气 的最 高温度） Ｏ 周 。所 以当周 围空气 温度＞４℃时 ， ０ 就 能预先发现运行 中变 压器 的异 常状 态 。在线监 测与专 家 系统结
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总第 １ ６ １ 期
西 部 探矿 工程
Ｗ Ｅ Ｔ— ＣＨＩ Ｓ ＮＡ ＥＸＰＬ ０ＲＡＴ１ ０Ｎ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ Ｄｅ ． ０ ５ ｃ２ ０
２０ ０５年第 １ ２期
文章编号 ：０ ４ ５ １ （０ ５ １— ０ ８ —０ １０－ ７６ ２０） ２ １３ ２
・
中图分 类号 ： Ｍ４ １ ２ 文 献标 识码 ： Ｔ ０． Ｂ
钻掘工程与工程机械 ・
变 压器 绝缘 化 的原 因及 策 老 对
许林 生
（ 东电网公 司揭 阳供 电分公司， 东 揭阳 ５２ ０ ） 广 广 ２ ０ ０ 摘 要： 电力变压器的安全运行 是供 电部 门安 全生产与 经济效益增 长息息相 关， 变压 器绝缘老化 直接 影响安 全生产 而
大。
４ Ｘ１ ， ０ ０ Ｗｈ 数据可 以看 出经济 效益增 长 ， 经济效益 增长 与安全 生产息息相关 。 全密封变压器使变 压器油与空气隔离 ， 减少 油的氧化 。非全
１３ ２ 局部 放电加速 变压器的劣化 ．．
局部 放电能引发绝 缘表 面树枝放 电 。伴 随局 部放 电有 大量 ２ ３ 采 用 全 密 封 变 压 器 ． Ｈ２ Ｃ Ｈ２ＣＨ４Ｃ Ｈ４ 体产生 。 及 ２ 、 、２ 气
ｂ ｓｓ ａ ｉ，
（ ｏ ｔ￣ｅｔ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎｅａ ｄ Ｔ ｃｎ ｌｇ Ｓ ｕｈｖｓＵｎｖ ｒｉ ｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ， ｙ
Ｍ ￣ ｙ ｎ ｃ ａｎ ６ １ ０ ａ ｇ Ｓｉｈｖ ２ ０ ２，Ｃｈｉａ ｎ）
Ｋｅ ｒｓ：ｆ ｉｇ ｒ ｃ ｎ ｂａ ｔｎ ｙｗｏ ｄ ｌ ｎ ｏ ｋ ｉ ｌｓｉｇ；ｌｗ ｆｍｏ ｅ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ；ｃ ｎｔｏ ｙ ａ ｏ ｖ ｍ ｎｔ ｒ ｔｃ ｉ ｏ ｏ ｒｌ
以 经济效益， 及 延长 变压器寿命 是安 全生产 和经济效益增 长的保证 ， 以供 电部 门采取 一切 延长 变压 器寿命 对 策是有 所
必要 的 。
关键词 ： 变压器 ； 老化 ； 绝缘 寿命 ； 对策
电力系统运行 中的大 型 电力变 压器 ， 电、 化学、 在 热、 电动力 体。揭 阳供 电分 公 司西 门变 电 站原 １ 主变 压 器 （ １ ５ ３ ． ＭＶＡ，
１３ １ 变压器出 口突发性短路 ．． 运行变压器出 口突发性三相短路 ， 电流产生的 电动力 引 大
Ｏｎ ｔ ｅｎ ｙｎｇＲｏ ｋ ｎ Ｂ ａ ｔｎ ｎ ｔ ｈ ｌ ｃ ｓｉ ｌ ｓ ｉ ｇ ａ ｄＩ ｓＣｏ ｔ ｏ ｎ ｒｌ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒｃ ：Ｔｈ ｏｍ ｓ ｏ ｘ ｒｓ ｉｎ ｏｆｆｙｎ ｏｃ ｓ ｉ ｌｓｉ ｒ ｎ ｒ — ｅ ｆ ｒ ｆｅ ｐ ｅ ｓｏ ｌ ｉｇ ｒ ｋ ｎ ｂａ ｔｎｇ ａ ｅ ｉｔｏ ｄ ｃｄ；ｔ ｅｒ ａ ｏ ｆｒ ｓ ｔｎ ｎ ｔ ｅ ｏ ｋｓａ ｄ ｉｓｌｗ ｆｍｏ ｅ ｎ ｒ ｕｅ ｈ ｅ ｓ ｎ ｏ ｅ ｕｌｉｇ ｉ ｈ ｅｒ ｃ ｎ ｔ ａ ｏ ｖ ｍｅ ｔａｅ