第一章变压器油综述讲解

第二章 变压器油
第一节 变压器的结构和绝缘系统 二、变压器的构成
一次绕组、二次绕组、铁芯和绝缘系统四个部分 ，附属重要部件包括油箱、套管、冷却剂或冷却 装置。 1.绕组材料（两类）：包括导体材料和绝缘
材料 （1）导体材料：目前普遍应用于绕组的材料为铜和
铝。铜的电阻率低，但其价格较高，因此铝导线 越来越多地被采用，对于配电变压器及干式和油 浸式小功率变压器，铝线变压器有较好的运行性 能。
4.注意事项—1）试验用水2）萃取温度3）摇动时间4）指示剂 5）pH标 准溶液
5.不合格的原因：油质老化；油被污染 6.不合格后的处理：进行再生处理 或换油
第一章 变压器油
第四节 油质试验及其意义 三.酸值
1.控制指标—新油和投入运行前的油≤0.03mgKOH/g 运行油： ≤ 0.1mgKOH/g
第一章 变压器油
第四节 油质试验及其意义
一.外观 1.控制指标—新油和运行油：透明、无杂质或悬浮物 2.试验方法—外观目测。透明度的判定方法：将油品注入100mL量筒中，在 20±5℃下观察，应为透明；悬浮物和机械杂质：用肉眼直接观看油样，观 其底部及油中有无杂质和悬浮物。若油争议，应按照GB511方法定量测定杂 质含量。 （为什麽在20±5℃下观察？因为油品的透明度，特别时在较低温度下，溶 解在油中的石蜡和可溶性有害成分会从油中析出，使油呈现不透明状态。） （如果在20±5℃下：外观不透明，且水分含量不大，定量测定杂质不超过 0.005%，则说明油中的石蜡含量高，或油精制不彻底，其中含有大量的胶质 、沥青质等有害成分，此种情况油品不能使用；外观透明，定量测定杂质含 量高，则说明油中含有机械杂质、悬浮物等不溶性杂质，此种情况将油品进 行过滤后可以使用。 如为新油，根据合同规定，可以不购买；如为运行油， 必须进行过滤处理合格后方可使用。） 3.测定意义—可判定油中是否存在不溶性油泥、游离水分、碳粒、纤维、灰尘 等物质。
做空白试验。氢氧化钾-乙醇标准滴定溶液的浓度〔 C (KOH) 〕,数值 以moL/L表示，按下式计算： C(KOH) =m×1000/(V1-V2)M
运行中变压器油
充油电气设备运行后的变压器油。
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第一章 变压器油
第三节 运行中变压器油性能的变化
一.油质变坏的原因 (一)油质劣化的基本因素 1. 氧
油质劣化的因素很多，但主要是氧作用的结果 氧的来源：变压器内的空气 向变压器内注油时，一般采用真空注油，其目的是尽量减少变压器内
空气的含量，亦即减少氧的含量。即使采用真空注油、即使变压器的 密封性能再好，仍有一定量的空气存在其中。所以氧的存在是不可避 免的，油的劣化也是不可避免的。因此我们要做的就是想方设法减慢 油质劣化速度。
第二章 变压器油
第三节 运行中变压器油性能的变化
一.油质变坏的原因 (一)油质劣化的基本因素 3.加速剂（也称外界因素） （1）热（温度）。温度对油品的劣化速度、劣化方向和劣
化产物都有不同程度的影响。例如：常温下氧化速度很慢
，温度超过60℃，每升高10 ℃，氧化速度会加速一倍
（2）震动与冲击。分子运动速度加快，从而加速氧化速度 （3）电场。
第一章 变压器油
第二节 变压器油的特性 二.变压器油的基本特性（略） 三.变压器油的技术规范(标准)（P27）
技术规范（标准）是在一定的时期内具有法规性 的约束力，大家必须遵守的条文、条款和数学指 标。一般地，每隔5~10年对变压器油的标准进行 修订和更新。我国变压器油的技术规范制定的依 据是国际标准和我国实际情况，目前我们使用的 技术规范中的大部分项目指标已接近国际同类标 准水平。
3.绝缘系统：将变压器各绕组之间以及各绕组对地 之间隔离起来的系统。现代变压器是由许多中材 料组成的一个完整的绝缘系统。从总的方面来看
，变压器绝缘系统广泛采用两类绝缘材料。液体 绝缘材料和固体结缘材料。（随着近代技
术发展，在开关设备中开始使用SF6绝缘气体）
第一章 变压器油
第一节 变压器的结构和绝缘系统
第一章 变压器油
• 氢氧化钾-乙醇标准溶液(0.1 moL/L)的配制和标定 • 依据的标准：GB/T601-2002《化学试剂 标准滴定溶液的制备》 • 配制：称取8克氢氧化钾，置于聚乙烯容器中，加少量水（约5mL）
溶解，用乙醇稀释至1000mL，密闭放置24小时。用塑料管虹吸上层 溶液至另一聚乙烯容器中。 • 标定：称取0.75克于105~110℃电烘箱中干燥至恒重的工作基准试剂 邻苯二甲酸氢钾，溶于50mL无二氧化碳的水中，加2滴酚酞指示液 （10g/L），用配好的氢氧化钾-乙醇溶液滴定至溶液呈粉红色，同时
2.试验方法—GB /T 264-1983《石油产品酸值测定法》 3.测定意义：（1）可判定所含酸性物质的多少（2）可判定油品的老化
程度（ 3）根据酸值大小，采取措施，避免金属材料的腐蚀。 4.注意事项：（1）所用无水乙醇不含甲醛（ 2）氢氧化钾乙醇溶液浓度
要准确（ 3）回流时间满足5分钟（ 4）滴定时间不超过3分钟（ 5） 指示剂(6)指示剂剂量 5.不合格的原因：补错油；油质老化；油被污染 6.不合格后的处理：进行再生处理；换油
第二章 变压器油
第二节 变压器油的特性
3.散热冷却作用：变压器在带电运行中，线圈中有 电流通过，产生一定的热量。如果热量不及时散 发出去，则会使线圈和铁芯内积蓄的热量增多， 使铁芯内部温度升高，损坏线圈外部包覆的固体 绝缘材料，会烧毁线圈。若内部充有变压器油， 线圈产生的热量首先被油吸收，再通过油的循环 而使热量散发出来。吸收热量的变压器油的冷却 方式有自然循环冷却。自然风冷、强油循环。
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第三节 运行中变压器油性能的变化
一.油质变坏的原因 (一)油质劣化的基本因素 4.纤维素材料。变压器内部的绝缘纸等纤维素材料，对油质
劣化产生叠加效应，即油的老化对纤维素的老化有促进作 用，纤维素的老化会更加速油的老化速度。 总之，油的劣化是一个不可避免的过程，我们所要做的就是 尽大限度的减慢这个化学反应的速度，尽量降低各种因素 的影响。 （二）油分解的化学过程 （自己看书）
第一章 变压器油
第一节 变压器的结构和绝缘系统 一、几个定义 3.变压器温升：变压器部件的温度与周围环
境温度之差。 4.变压器平均温升：变压器在额定满负荷功率运行
时绕组平均温度高于环境温度之差值。 5.绝缘系统：将变压器各绕组之间以及各绕组对地
之间隔离起来的系统。（也就是将变压器的导电 部分与铁芯和钢结构部件相互结缘隔离起来）。
化能力上升；侧链越多、链越长，其氧化能力越强。 2.烷烃—氧化能力强于芳香烃，氧化能力随温度的升高而增强。 3.环烷烃—氧化能力最强，其被氧化的倾向随分子结构复杂性的增加 而增加、随分子量的增加而增加。 4.混合烃的氧化—当几种烃混合氧化时，表现出的氧化能力与单独存 在时不同。如：无侧链的芳香烃单独存在时比环烷烃稳定，当和环烷 烃同时存在时，方香烃首先氧化，起到阻止环烷烃氧化生物作用，即 起到了抗氧化的作用。
GB/T 7595-2008 （该标准包含运行中变压器油质量 标准和运行中断路器油质量标准 ） 3.运行变压器油维护管理导则 GB/T14542-2005
第一章 变压器油
第三节 运行中变压器油性能的变化 几个定义：
新变压器油
未与电气设备中的各种材料触过的新变压器油。
投入运行前的油
新油直接或经过处理后充入电气设备中，但又未 正式通电投入运行的变压器油。
第一章 变压器油
第四节 油质试验及其意义 二.水溶性酸 1.控制指标—新油：无 投入运行前的油：≥5.4
运行油： ≥4.2
2.试验方法—投入运行前的油和运行油 ： GB/T 7598-2008 《运行中变压器油水溶性酸测定法》
3.测定意义—可检查运行油中低分子有机酸存在的状况及对纤维素绝缘 材料产生腐蚀的倾向。
第一章 变压器油
第三节 运行中变压器油性能的变化
二.油氧化的特性及分解产物
油的氧化是一个不可避免的过程，没有方法和手段可以阻止这种氧化 过程。我们能够做到的是尽大限度的减慢这个化学反应的进程。 （一）油氧化的特性 油的烃类构成：芳香烃、烷烃、环烷烃 1.芳香烃—氧化能力最小，没有侧链的芳香烃很稳定。带侧链的，氧
第一章 变压器油
第一节 变压器的结构和绝缘系统 二、变压器的构成 1.绕组材料（两类） （2）绝缘材料:绕组的匝间和层间必须要绝
缘. 牛皮纸和纸板是两种主要的绝缘材料 ，同时绝缘油漆也是一种必用的绝缘材料 。
第一章 变压器油
第一节 变压器的结构和绝缘系统 二、变压器的构成
2.铁芯：基本材料以薄而平的软铁叠片作为铁芯材 料，现代变压器中只使用高纯度的加有3%硅的冷 轧定向结晶硅钢片，并涂刷一层绝缘涂料。
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第三节 运行中变压器油性能的变化
二.油氧化的特性及分解产物
（二）油氧化的分解产物 1.油劣化的三个阶段
（1）诱导期阶段（2）反应期阶段（3）迟滞期阶段 2.油劣化的分解产物①过氧化物②水溶性酸③低分子酸④脂
肪酸⑤水分⑥醇类⑦金属皂类⑧醛类⑨酮类⑩沥青稀油泥 3.油质劣化过程的终结阶段：生成油泥
第一章 变压器油
第三节 运行中变压器油性能的变化
一.油质变坏的原因 (一)油质劣化的基本因素 2.催化剂 加快劣化速度，本身在劣化过程中不被消耗
油质劣化的催化剂为：水分和铜、铁材料 （1）水分。是油氧化的是要催化剂。水分来源：1）外部湿
气向变压器内部的浸入； 2）纤维素吸附的水分浸入油中 ；3）纤维素老化形成的水分 （2）铜、铁材料。铜、铁来源:变压器内部大量的铜导线和 铁芯。对油质老化来说，铜、铁的存在加速油质老化，铝 、镍的作用很弱。
液体绝缘材料—矿物绝缘油、合成绝缘油 固体绝缘材料—绝缘纸（牛皮纸、层压纸
板）、纤维、云母、玻璃石棉、油漆涂料 。
第二章 变压器油
第二节 变压器油的特性 一.变压器油的功能
电气设备的正常运行，在很大程度上取决 于变压器油的某些特性。一般地，变压器 油具有三大功能（绝缘、灭弧、散热冷却 ）。 1.绝缘作用：变压器油可将不同点位（势） 的带电部分隔离开来，使其不形成短路。
第一章 变压器油
第三节 运行中变压器油性能的变化
三.油质劣化的危害性 1.降低油品的绝缘性能，相应提高油品的导电性。 2.促使固体绝缘材料老化，降低设备的电绝缘水平，缩短 设备的使用寿命。 3.使设备构件中所使用的铜、铁、铝等金属材料腐蚀，缩 短使用寿命。 4.油质深度劣化的产物是油泥，油泥会加速固体结缘材料 的破坏，导致绝缘收缩，造成变压器丧失吸收冲击负荷的 能力，并且严重影响散热，引起变压器线圈局部过热，使 变压器的工作温度升高，造成必须境地运行变压器的额定 出力等严重后果。
第一章 变压器油
第二节 变压器油的特性
由于：空气的介电常数为1.0，而变压器油的介电常数为 2.25，油的介电常数要比空气大得多，变压器内部线圈之 间充满了变压器油，增大了介电强度，则内部元件不被击 穿。
2.灭弧作用：在开关中，变压器油主要起灭弧作用。
当油浸开关切断电力负荷时，其固定触头和滑动触头之间 产生电弧，温度很高，热量很多。如果不及时将热量带走 、使触头冷却，就使设备烧毁。变压器油的灭弧作用是当 油浸开关最初开断产生电流时，产生的高温使油分子发生 分解，产生约70%的氢气，氢气的导热系数较大，可吸收 热量，将热量传导至油中，从而直接使触头冷却，达到灭 弧目的。
第一章 变压器油
第一章 变压器油
第一节 变压器的结构和绝缘系统 一、几个定义
1.变压器油：适用于变压器、电抗器、互 感器、套管、油开关等充油电气设备，起 绝缘、冷却和灭弧作用的一类绝缘油品。
2.变压器：由两个或多个相互耦合的绕组 所形成的没有运动功能部件的电器设备， 根据电磁感应原理在同样频率的回路之间 靠不断改变磁场传输功率。
第一章 变压器油
第二节 变压器油的特性 1.国产变压器油的新油技术规定 （1）一般变压器油 ：GB 2536-1990 （2）500KV及以上变压器用油性能指标：除符合通用要求
外，还应符合IEC 60296-2003，两者不一致时以IEC 60296为准，不再使用SH0040-1991《超高压变压器油》 。（见《电力变压器用绝缘油选用指南》DL/T 10942008） （3）断路器油技术指标：SH0351-1992 2.运行中变压器油质量（运行油标准）：