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变压器油介质损耗超标原因


2013-06-24 00:00   点击:97
                        

介质损耗:绝缘材料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失,简称介损。在交变电场作用下,电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角δ称为介质损耗角。

介质损耗是指变压器油在交变电场作用下,引起的极化损失和电导损失的总和。介质损耗因数能反映变压器绝缘特性的好坏,反映变压器油在电场、氧化和高温等作用下的老化程度,反映油中极性杂质和带电胶体等污染的程度。在变压器长期使用过程中,通过介质损耗因数试验,可反映变压器油的运行状况。

1.引起介损超标原因分析

(1)杂质的影响。变压器在安装过程中油品或固体绝缘材料中存在着尘埃等杂质,运行一段时间后,胶体杂质渐渐析出。胶体粒子直径很小(一般为 10-gin~10m),扩散慢,但有一定的活动能量。粒子可自动聚结,由小变大,为粗分散系,处于非平衡的不稳定状态,当超出胶体范围时,因重力作用而沉积。油中存在溶胶后,沉淀物超过0.02%时,便可能 引起电导超过介质正常电导的几倍或几十倍,从而 导致介损值增大。

(2)变压器结构的影响。从变压器制造结构上分析,目前有的变压器制造厂家从变压器减少渗漏油角度考虑取消了净油器(热虹吸器),对变压器油介质损耗因数的增大有一定的影响。如果变压器上装有净油器有利于绝缘油质量的稳定,可以在变压器运行过程中“吸出”绝缘内部水分,改善绝缘的电气性能,从而减缓了绝缘中水分的增加。

(3)微生物污染的影响。微生物细菌感染主要是在安装和大修中细菌类生物浸入所造成的。由于污染所致,在油中含有水、空气、炭化物、有机物、各种矿物质及微量元素,因而构成了菌类生物生长、代谢和繁殖的基础条件。由于微生物都含有丰富的蛋白质其本身就有胶体性质,因此微生物对油的污 染实际是一种微生物胶体的污染,而微生物胶体都带有电荷,使油的电导增大,所以电导损耗也增大。变压器油处在全密封、缺氧和无光的器身中,油中存在的微生物厌氧和厌光。对放置较长时间后进行介损测试,特别是在无色透明玻璃瓶中放置 的,其介损值会变小。 变压器在不同时期内所带负载不同、运行油温不同,微生物在不同温度下繁殖速度也不同,油温在 50~C~70~C范围内运行,繁殖速度最快,所以介损相对增加较快。故温度对油中微生物的生长及油的性能影响很大,一般冬季的介质损耗因数比较稳定。

(4)金属离子的影响。变压器本体铜金属构件的磨损或腐蚀 (如油泵轴或叶轮磨损、裸露的铜引线腐蚀)、绕组铜导线严重过热或烧损等都会使铜离子溶入到油ff1,使变压器油中铜离子浓度增高, 导致介损的升高。

(5)含水量的影响。变压器等电器设备的制造过程中绝缘材料虽经干燥处理,但其深层仍残留水分,如果在运输和安装过程中保护措施不当,会使绝缘材料再度受潮,运行中呼吸系统进潮气,并通过油面渗入油内。另外,固体绝缘材料和变压器在运行过程中,由于变压器油氧化热裂解而生成水分,绝缘油在运行温度下并有溶解氧存在时,其氧化作用会加快,产生有机酸和水,这都将导致油中水分超标。对于纯净的油来说,当油中含水量较低(如30mg/L-40mg/L)时,对油的介质损耗的影响不大,但当油中含水量大于60mg/L时,其介质损耗因 数急剧增加。

2.防范措施

(1)加强对变压器在制造、出厂试验、运输和安装过程的监督,特别要防止因杂质混入油中而带入主变压器内,导致变压器投运后短时间内出现变压器油介质损耗快速上升的现象。通过对大型变压器安装过程中的油务监督,在一定程度上可以减小因新油油质不良而引起变压器故障。

(2)由于变压器油在运行中可使温度达到60℃~80℃,变压器油在与空气或潮气接触时,在作为金属催化剂的变压器铁心和铜线的作用下,会加速氧化。油品在使用中,抗氧化剂会不断消耗,补加T501抗氧化剂可以延缓油品老化。

(3)变压器在运行过程中,对呼吸器中失效的干燥剂要及时更换,以避免油氧化变质。同时,要严格按预试规程对变压器油进行试验,当发现某项指标不合格时应及时采取处理措施。

3.变压器油介质损耗增大的处理方法

解决变压器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;另一种是对超标油进行再 生处理。

(1)更换不合格油。更换不合格油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。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。但简单的换油不如滤油对变压器的“冲洗”彻底 ,而且换油耗费大,不利于节能和环保,对超标油不宜首选换油处理。

(2)再生处理。再生处理是指物理一化学或化学方法除去油中的有害物质,恢复或改善油的理化指标。再生处理的常用方法有:吸附剂法和硫酸一白土法。吸附剂法适合于处理劣化程度较轻的油;硫酸一白土法适合于处理劣化程度较重的油。吸附剂法又可以分为接触法和渗滤法,接触法系采用粉状吸附剂(如白土、801吸附剂等)和油在搅拌接触方式下再生;而渗滤法即强迫油通过装有颗粒状吸 附剂(如硅胶、颗粒白土和活化氧化铝等)的净化器,进行渗滤再生处理。对于劣化较严重的变压器油,可采用硫酸一白土法进行再生处理。硫酸处理能除去油中多种老化产物,白土处理能消除酸处理后残留在油中的不良物。在实际生产和运行中,常遇到油经真空、过滤和净化处理后,油的含水量很小,而油的介质损耗因数 值较高的情况,这是因为油的介质损耗因数不仅与含水量有关,还与许多因数有关。从上述的分析中可以发现,大多数变压器油介质损耗因数增大的原因是油中可溶性极性物质(如溶胶等)增加所致。对于 溶胶粒子,其直径在 10-gm~10-Tm之间,能通过滤纸,所以经二级真空滤油机处理其介质损耗因数不能达到目的,因此处理由这种原因引起的油介质损耗因数增大问题,通‘常采用渗滤法再生处理可以得到良好的效果。

为了让变压器油达到正常性能,以保证设备的安全稳定运行。当发现变压器油介质损耗因数增大时,应具体分析油品劣化的程度及引起介损增大的原因,并采取采取相应的措施进行处理。

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