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嘉峪檢測網 2019-06-12 16:00
一、原因分析
變壓器油在電場作用下引起的能量損耗，稱為油的介質損耗，通常在規定的條件下測量變壓器油的損耗，并以介質損失角正切tgδ表示。測量絕緣油的介質損失角正切，能靈敏地反映絕緣油在電場、氧化、日照、高溫等因素作用下的老化程度，也能靈敏地發現絕緣油中含有水分、或混入其他雜質時，所生成的極性雜質和帶電膠體物質逐漸增多等現象。因此，絕緣油的tgδ試驗是一項重要的電氣特性試驗。變壓器油的介質損耗可以用下式表示：
tgδ＝1．8×1012γ／εf
式中γ—體積電導系數；
ε—介質常數；
f—電場頻率。
由上式可知，油的介質損耗因數正比于電導系數γ，因此分析油介損超標或有大的增長趨勢的原因，也應主要從分析絕緣油的電導系數γ變化情況入手。
1、油中浸入溶膠雜質
變壓器在出廠前殘油或固體絕緣材料中存在著溶膠雜質，在安裝過程中可能再一次浸入溶膠雜質（如采用了黑色橡膠管等），在運行中還可能產生溶膠雜質。根據調查，原變壓器油運行一段時間以后出現油介損增大的原因，主要是由于變壓器原油生產廠家對油品的管理混亂，變壓器殘油回收利用不當，致使含有溶膠雜質的變壓器殘油混入變壓器原油中。油中存在溶膠后，引起電導系數可能超過介質正常電導的幾倍或幾十倍，從而導致油tgδ值增大。
2、油質老化程度較深
油質老化將引起油中酸值的增大、油的粘度減小、界面張力的減小等。但目前油介損偏大的變壓器，絕大多數是運行時間不長的變壓器，由老化引起油介損升高比較少見。
3、油被微生物細菌感染
微生物細菌感染主要是在安裝和大修中蒼蠅、蚊子和細菌類生物浸入所造成的。由于污染所致，在油中含有水、空氣、炭化物、有機物、各種礦物質及微細量元素，因而構成了菌類生物生長、代謝、繁殖的基礎條件。變壓器運行時的油溫，適合這些微生物的生長，故溫度對油中微生物的生長及油的性能影響很大，一般冬季的介質損耗因數比較穩定。由于微生物都含有豐富的蛋白質其本身就有膠體性質，因此，微生物對油的污染實際是一種微生物膠體的污染，而微生物膠體都帶有電荷，影響油的電導增大，所以電導損耗也增大。判斷變壓器油介損增大是否是由于這種原因而引起，可以通過油中的生物化驗來確定。油溫在50～70℃范圍內運行，介損相對增加比較快。
4、油的含水量增加引起介質損耗因數增大
對于純凈的油來說，當油中含水量較低（如30～40μg／L）時，對油的tgδ值的影響不大，只是當油中含水量較高時才有十分顯著的影響。當油中含水量大于60μg／L時，其介質損耗因數急劇增加。
5、變壓器結構上的原因
從變壓器制造結構上分析，目前有的變壓器制造廠家取消了凈油器（熱虹吸器），從變壓器減少滲漏油角度考慮，減少了滲漏油點。盡管目前變壓器油是通過油枕內的膠囊或隔膜與外界空氣是隔絕的，可以說是全密封變壓器，但是筆者認為取消凈油器（熱虹吸器），對變壓器油介損的增大有一定的影響，或者說變壓器上裝有凈油器（熱虹吸器）更有利于絕緣油質量的穩定，可以在變壓器運行過程中“吸出”絕緣內部水分，改善絕緣的電氣性能，從而減緩了絕緣中水分的增加。因此，對沒有安裝凈油器（熱虹吸器）的變壓器油介損增大，這可能是其中一個原因之一。
6、變壓器生產工藝上的原因
目前有些互感器介損超標或增大，有一個很重要的原因，是因為有些制造廠家為了縮短絕緣件的干燥時間和刻意減小互感器出廠時的介損值，在工藝上通過提高干燥溫度（一般情況下干燥溫度為110℃，但有些廠家干燥溫度提高到150℃左右）的方法，這樣雖然去掉了絕緣件中的凝聚水和吸附水，但同時也損傷了絕緣件的化學成分，運行一段時間后就會出現油介損增大，而且這種原因引起的油介損增大，很難處理。目前變壓器制造廠家對絕緣件的處理是否也采取了刻意提高干燥溫度的工藝，至今沒有得到證實，因此也無法判斷變壓器油介損增大是否由此原因而引起，這需要我們在變壓器監制階段對變壓器干燥工藝特別留意。如果真是由于變壓器內絕緣件的化學成分被損傷而引起變壓油介損增大，那只能返廠處理。
二、變壓器油的再生處理
再生處理是指物理—化學或化學方法除去油中的有害物質，恢復或改善油的理化指標。再生處理的常用方法有：吸附劑法和硫酸—白土法。吸附劑法適合于處理劣化程度較輕的油；硫酸—白土法適合于處理劣化程度較重的油。吸附劑法又可以分為接觸法和滲濾法，接觸法系采用粉狀吸附劑（如白土、801吸附劑等）和油在攪拌接觸方式下再生；而滲濾法即強迫油通過裝有顆粒狀吸附劑（如硅膠、顆粒白土、活化氧化鋁等）的凈化器，進行滲濾再生處理，這也是我們通常采用的方法。
在實際生產和運行中，常遇到下列情況：油經真空、過濾、凈化處理后，油的含水量很小，而油的介質損耗因數值較高。這是因為油的介質損耗因數不僅與含水量有關，而且與許多因數有關。從前述的分析中我們可以發現，大多數變壓器油介質損耗因數增大的原因是油中可溶性極性質質（如溶膠等）增加所致。對于溶膠粒子，其直徑在10－9～10－7m之間，能通過濾紙，所以經二級真空濾油機處理其介質損耗因數不能達到目的，因此處理由這種原因引起的油介損增大問題，通常采用滲濾法再生處理可以得到良好的效果，具體的程序和工藝要求如下。
1、現場處理所需的工器具
在現場進行變壓器油介損處理時，需要準備的工器具有：
①真空濾油機1臺。
②高介損油處理罐1臺（內含吸附劑）。
③過濾器1臺。
④油處理管道1套（建議不要采用黑色橡膠管）。
⑤真空機組1臺。
⑥過濾器芯若干只。
⑦干燥空氣或干燥氮氣。
⑧抽真空管道及接頭1套。
⑨真空表及接頭1套。
⑩常規工具1套。
2、油處理的程序和工藝要求
① 準備工作
先將油枕內的油放完，繼續放本體油，在放油的同時用干燥空氣或氮氣跟進，以免變壓器絕緣受潮。當油放至變壓器拱頂100mm左右時停止放油。取本體油樣做介質損耗試驗，作為變壓器油處理前的基準值。
② 本體加熱濾油
按常規的變壓器真空濾油工藝聯結好管道，開啟真空濾油機。在變壓器油加熱過濾時要求濾油機出口的溫度控制在60～65℃，每兩小時記錄濾油機出口溫度、本體溫度、過濾器壓力值，當過濾器壓力過大時，應該更換過濾器濾芯。當本體溫度達到50℃左右時（目的是為了將粘浮在器身上的高介損物質帶出），開啟所有潛油泵運行0．5h后，關閉潛油泵（注意，潛油泵開啟同時，不得開啟冷卻器風扇），再繼續加熱濾油8h，取油樣做介損試驗，并記錄。然后把變壓器內所有的油抽注入油坦克中，注意在抽油時，變壓器本體同時注入干燥空氣或氮氣，待抽完本體所有油后，要求變壓器器身內干燥空氣或氮氣的壓力保持在0．02MPa左右。
③ 油介損處理
在油介損處理前把所有的聯接管道用新油徹底地再處理一次，按圖2所示聯結好所有管道。在貯油罐中通過油介損處理罐、過濾器將油溫加熱到65℃左右循環處理，每4h取油樣做介損試驗，當介損值降低到理想值后繼續循環4h，取樣化驗介損值、微水、油電氣強度。結束油介損處理，開始準備往本體注油。
④ 本體注油
按正常工藝要求進行變壓器真空注油。
三、舉例
220kV景芳變投運前發現1、2號主變壓器油介損偏大，后按照上述處理程序和工藝要求進行處理，主變油介損值獲得了較好的處理結果，具體處理前后的比較如表1。
而110kV望江變電站1號主變油介損超標采用了更換絕緣油的處理辦法。由于受天氣、停電時間等因數影響，再加上變壓器器身內所有絕緣件經長時間運行后，吸入絕緣件內的油已經得到飽和，因此采用更換絕緣油的方法，不能把絕緣件內的油進行徹底更換，運行一段時間后，隨著冷熱油的不斷循環，絕緣件中介損較大的殘油又混入新油中，最后導致新油的介損增大。可見，在現場采用更換絕緣油的方法來降低介損，并不一定合適。宜把原介損高的變壓器油處理合格，放盡殘油后，再進行提油，最好是把變壓器運到制造廠，對器身再經過煤油氣相干燥、烘干、抽真空等工序處理。處理前后主變油介損的變化見表2。
四、結論
1、引起油介損原因很多，不同原因引起介損增大應采取不同方法處理。
2、現場采用滲濾法處理油介損是解決此問題的有效方法之一。
來源：Internet
