浅谈电力变压器油质劣化原因和防范措施

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２５卷第４期　青海　电力　Ｖ０Ｉ．２５　Ｎｏ．４　２００６年１２月　ＱＩＮＧＨＡＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　Ｄｅｃ．，２００６　浅谈电力变压器油质劣化原因和防范措施　袁志雄　（黄河电力测试科技工程有限公司，青海西宁８１０００３）　摘要：变压器油作为变压器绝缘和冷却的重要介质，其质量的好坏直接关系到变压器的安全稳定运行，但由　于各种原因使得运行的油质变质或劣化，给变压器安全运行造成威胁。本文就变压器油质劣化的原因进行分　析并提出防范措施。　关键词：变压器油；．劣化原因分析；　防范措施　中图分类号：ＴＭ２１５．４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６—８１９８（２００６）０４—００５０—０３　Ｂｒｉｅｆ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ａｂｏｕｔ　Ｒｅａｓｏｎ　ａｎｄ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　Ｉｎｆｅｒｉｏｒ　Ｏｉｌｉｎｅｓｓ　ＹＵＡＮ　Ｚｈｉ—ｘｉｏｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｔ　ｏｉｌ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｍｅｄｉｕｍ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｏｌｉｎｇ，ｉｔｓ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ａｆｆｅｃｔｓ　ｔｈｅ　ｓ８ｆｅ　ａｎｄ　ｓｔａｂｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ｂｕｔ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｔｈａｔ　ｉｎｄｕｃｅ　ｏｉｌ　ｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｕｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｏｆ　ｉｎｆｅｒｉｏｒ　ｏｉｌｉｎｅｓｓ，ａｎｄ　ｐｍｐｏｓｅｓ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ－　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｏｉｌ；　ｉｎｆｅｒｉｏｒ　ｌｅａｓｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　１　引言　器绕组、铁心及固体绝缘的发热作用而导致变压　器油产生老化。当变压器运行时，油温的升高加　随着电力工业的发展，电压等级的提高，容量　快了油的氧化速度，使老化速率加快。变压器油　的增大，变压器油作为变压器绝缘和冷却的重要　的氧化过程分为三个阶段：　介质，其质量的好坏直接关系到变压器的安全稳　１）初始期。氧气和油中的不饱和氢化合物反　定运行，但由于各种原因使得运行的油质变质或　应生成饱和碳氢化合物。　劣化，给变压器安全运行造成威胁。　２）过渡期。油被氧化后生成稳定的氧化物和有　２变压器油质劣化的原因分析　机酸（如脂及酸、沥青酸等），油中的酸脂含量增加，使　油进一步分解，老化速率加快，形成恶性循环。　变压器油是由各种烃类组成的混合物，在光、　３）氧化剧烈期。经过上述两个阶段，油中酸　热、氧、电弧、电场、磁场、辐射等物理化学因素的　性物质达到一定浓度，并开始产生聚合反应，形成　作用下。颜色、气味、运动粘度及介损等物理性能　凝结，析出水分，生成中性的高分子树脂类和沥青　发生变化，电气性能逐渐下降，失去原来的理化性　类物质。油的颜色呈现混浊，并有凝胶状态出现，　能，这是一个比较复杂的物理化学变化。变压器　产生油泥。此阶段由于酸性物质和水分的增加，　油劣化原因有以下几个方面，即：氧化、电气老化、　油的介电强度降低，其击穿电压下降，此时变压器　变压器故障老化（过热、放电故障），变压器制造、　安装、检修过程中技术监督不到位和管理不严等　最容易产生放电、击穿等故障。另外，油泥附着在　变压器表面会影响变压器的散热，导致油温升高。　造成油质老化。　２．１变压器油的氧化老化　２．２变压器油电气老化　．　变压器油暴露在光、热、辐射线及氧气或氧化　变压器油的电气老化是变压器油在运行过程　性气体等活性物质中受到氧化作用或者由于变压　中由于电场、磁场、电弧或者电晕等游离放电的电　作者简介：袁志雄（１９６２一）。男，工程师，长期从事油质分析工作。　收稿日期：２００６一Ｏ６—２８　维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　袁志雄：浅谈电力变压器油质劣化原因和防范措施　５１　离作用，导致液体电介质电性能下降或物理、化学　加快，产生有机酸生成水分。　性能逐渐变坏的过程。　电气老化主要是电介质内部微观游离放电对　变压器油的作用和影响；其次，一般的电导电流引　２．６运行条件对油质的影响　电力变压器在正常条件下运行时，一般油品　都具有一定的氧化安定性，但当设备超负荷运行　起的焦耳热效应、介质损耗引起的热效应、高场强　时或出现局部过热而使油温增高时，油的老化则　下电介质内部带电质点的剧烈运行所引发的微观　会加速。特别在夏季，环境温度比较高，加上电网　碰撞轰击和微观游离放电，都是引起电气老化的　迎逢度夏，负荷较高，若不能及时调整通风和采取　重要原因；而浸渍在油中的固体发热和电磁场共　降温措施，变压器油的氧化过程加快，使油质变差。　同的作用，也加速了变压器油的电气老化过程。　另外，运行中的油维护也很重要，如果呼吸器内的　２．３变压器油故障老化　一干燥剂失效没有及时处理，净油剂内的吸附剂失效　旦变压器内部发生故障，比如发生绕组短　后未能及时更换等，都会导致油的氧化变质。　路、匝间绝缘击穿、局部绝缘过热而发生放电、电　２．７设备条件对油质的影响　弧等现象时，在强电场、电弧以及高温的作用下，　变压器油就会加速老化质变，这是变压器油电气　变压器若严密性不好，会出现漏水、漏气，这　就加速了油的老化和氧化。若选用固体材料不　当，与油的相容性不好，也会增进油的老化。变压　老化的特殊情形。发生故障的变压器，油中更会　产生大量有害气体，有Ｎ２、Ｏ２、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＩ－－Ｉ，、　Ｃ２Ｈ　、ｃ２　Ｈ４、Ｃ２Ｈ　等气体以及多种不饱和气体和　杂质，气体杂质的存在，对变压器油的击穿电压有　器在设计制造中采用小间隔，运行中易出现热点，　这不仅使固体绝缘材料老化加快，也加速了油质　的老化。一般情况下，温度高于７０℃后，每增加　ｌ０℃，油的氧化速度约增加一倍。所以设备设计　和选用绝缘材料都对油的使用寿命有影响。　明显的影响，会大大降低油的击穿电压临界值，加　快油的击穿过程，从而使油质变质或劣化。　２．４变压器安装对油质的影响　２．８分接开关对油质的影响　为了适应电网健康、稳定、经济运行，以及方　变压器在安装过程中会附有尘埃、杂质，当投　入运行一段时间后，胶体杂质会渐渐析出。胶体　便变压器用户满足不同负荷下的调压，人们早在　粒子直径较小。一般在１０～～１０～ｍ。扩散慢，但　２０世纪９０年代初就普及有载调压型变压器，继　有一定的活动能量，粒子可自动聚结，由小变大，　而又对油浸式变压器分接开关进行改造和升级。　为粗分散系，并处于非平衡的不稳定状态。当其　但无论是哪种分接开关，开关频繁操作使油受电　　超出胶体范围时，会因重力作用而沉积，但胶体的　弧冲击，都会对开关内部绝缘油带来劣化。稳定性大，沉积较缓慢，且受温度、电压影响。如　果胶体杂质较多，当其沉淀物超过０．０２％时，便　超出了变压器油的质量标准要求。由于这些杂质　中，纤维、碳粒等固体杂质，在高场强、电场的作用　下沿电力方向排列，在油中形成紧密相连的“导电　３变压器油劣化的防范措施　１）加强对变压器油抗氧化剂Ｔ５０１含量的测　厂家保证测量，但是由于变压器油在运行时温度　一的存在，根据“分子小桥理论”，在变压器运行过程　试工作。变压器油抗氧化剂这一指标目前而言是　般可达６０￣８０℃，变压器油在与空气或潮气接　小桥”从而使变压器油的击穿电压显著降低，使油　触时。在作为全属催化剂的变压器铁芯和铜芯的　作用下，会加速氧化。油品使用中，抗氧剂会不断　质劣化。　消耗，运行的变压器应进行抗氧化剂含量的测定，　２．５油中水分超标对油质的影响　变压器等电气设备的制造过程中绝缘材料虽　经干燥处理，但其深层仍含有残余水分，在运输、　以保证油的抗氧化剂含量，（规程规定的指标０．３　～０．１５％，最低不能低于０．１５％），达不到规程规　　安装过程中如果保护措施不当则会使绝缘材料再　定的指标，低于０．１５％时，应及时加入抗氧化剂，度受潮，运行中呼吸系统进潮气，并通过油面渗入　保证抗氧化剂的量，以防止油质的劣化，延长油质　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　的使用寿命。　２）变压器安装隔膜密封油枕，能够有效地防　在运行温度下并有溶解氧存在时，其氧化作用会　止水分和氧气的侵入，防止变压器油受潮及氧化，　维普资讯 http://www.cqvip.com ５２　青海电力　第２５卷　这样可延长绝缘材料的使用寿命。　验收试验，验收试验合格后，才能人库。否则，不能　３）加强对变压器虹吸器维护工作，虹吸器是　人库。从变压器油使用的源头防范油质的劣化。　一种利用吸附剂对运行中的油进行连续吸附净化　８）油流带电现象使变压器内各绝缘部件上积　的装置。虹吸器是不需要多大的成本，平时不需要　聚了一定的电荷，这些电荷将建立一定强度的直　维护，１～２年更换一次吸附剂就可以了，但是根　流电场，当该电场强度超过油的击穿强度或固体　据多年来运行的经验表明，它对防止变压器受潮　绝缘沿面放电强度时，便会发生击穿和沿面放电。　和绝缘油的老化，保持绝缘油的绝缘状况，具有十　这两种放电发展进一步促使油品的劣化，又使放电　分显著的作用。为保证吸附器处于良好的运行状　加强，并在绝缘表面形成碳迹，使其绝缘性能大大　态。对于硅胶吸附器进出口进行严格的监督，一旦　降低，最终导致绝缘事故。这一问题应引起重视。　失效立即更换硅胶。　４）加强对变压器在制造、出厂试验、运输和安　４结束语　装过程的油务监督，发现问题及时处理，特别是要　综上所述，使变压油劣化的因素很多，可以说　防止因杂质混入油中而被带入主变压器内导致变　变压器从制造、安装、检修、运行的每一个环节都　压器投运后短时间内出现变压器油介损快速上升　会对变压器产生影响，某一个环节处理不当都会　的现象。通过对大型变压器安装过程中的油务监　给油劣化留下隐患，所以应对其引起高度重视，对　督，在一定程度上可以减少因新油油质不良而引　变压器从制造、安装、检修、运行全过程加强油质　起的变压器故障。　监督工作，确保变压器安全经济运行。　５）应加强变压器油源和牌号的控制与管理，　参考文献：　对新订货的变压器在技术协议中应明确规定油源　［Ｉ］孙坚明．电力用油（汽）［Ｍ］．国电公司西安电力热工　及牌号，从源头控制变压器质量。　研究所，１９９６．４．　６）对变压器油的补充油应严格按规程要求执　［２］操敦奎．变压嚣油中溶解气体分析与诊断［Ｒ］．湖北　行，不同油源及牌号的变压器油混合使用前应进　电力研究所，１９８７．１０　行混油试验及混合油样的老化试验。　［３］美国变压器维护协会编著．湖北电力研究所译．变压　７）严把新油验收关，对新购置的变压器油进行　器维护指南［Ｍ］．１９８１．　｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈※｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈※※※｛Ｉ∈岽｛Ｉ∈米｛Ｉ∈｛Ｉ∈岽｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈岽※※岽｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈｛Ｉ∈※米｛Ｉ∈｛Ｉ∈※　（上接第４９页）保护的中间继电器存在有保持回　引起的大面积停电事故时有发生，给国民经济与　路儿一１、ｊ２—１，解除儿、Ｊ２保持回路的办法是将　人民生活带来极大的危害，而继电保护是保障电　冷却器故障和主变油温高插件的复归电源ＦＭ解　力设备安全和防止电力系统长时间大面积停电的　除，保留时间插件时间继电器Ｊ５的复归电源　最基本、最重要、最有效的手段，因此不断提高继　ＦＭ。此时，冷却器全停启动，在整定时间内返回，　电保护技术及其装置应用水平，防止保护不正确　冷却器全停保护不会误动，冷却器全停保护在整　动作，提高继电保护的运行可靠性具有十分重要　定时间内一直启动时保护正确动作。同时也能分　的意义。　辨出保护动作性质。　花园变电所作为３３０　ｋＶ的枢纽变电所，１　、　２）３３４０断路器在主变非电量保护动作时造　２　主变的安全运行直接关系到电网的安全运行，　成重合是因为采用操作回路的手跳继电器ＳＴＪ　此次２　主变保护更换中及时发现问题并得以解　动作时朱闭锁重合闸，因此将手跳继电器的常开　决，保证了保护投入后能正确动作，避免了不应有　接点ＳＴＪ７接人到重合闸的闭锁回路中，这样既　的经济损失，并为今后此种类型的保护更换积累　保证主变非电量保护出口３３４０断路器跳闸后重　了经验。　合闸不动作，又实现了非电量保护不启动断路器　参考文献：　失灵保护，保证继电保护安全稳定的运行。　［１］ＧＸＦ一２２２型线路保护辅助装置柜原理圈［Ｒ］．青海　电力设计院，１９９６年．　４　结语（２］ＷＢＺ一５００微机变压器保护装置技术说明－１￣［Ｒ］．南　由于近年来国内各电网继电保护拒动、误动　京电力自动化股份有限公司，１９９’年・