变压器油的纯度与运行管理

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：一般交接试验中的变压器油耐压25kV，新油30kV。表明变压器油内，含酸、碱、硫、游离碳、机械混合物的数量，也可以说是变压器油的纯度。在变压器油的运行中，应经常对充油设备进行检查，检查设备的严密性，油枕、呼吸器的工作性能，以及油色油量是否正常。按照变压器运行规程规定，变压器油每年都要取油样试验。

1.变压器油的作用

变压器内绝缘油可以增加变压器各部件间的绝缘强度，首先，因为油是易流动的液体，它能够充满变压器内各部件之间的任何空隙，将空气排除，避免了部件因与空气接触受潮而引起的绝缘降低；其次，因为油的绝缘强度比空气大，从而增加了变压器内部各部件之间的绝缘强度，使绕组与绕组之间，绕组与铁芯之间，绕组与油箱外壳之间均保持良好的绝缘。

变压器的绝缘油还可以使变压器绕组与铁芯得到冷却，因为变压器在运行中，靠近绕组与铁芯的油受热后，温度升高，体积膨胀，比重减小而上升，经油箱散热片或冷却装置冷却后，再进入油箱的底部，从而形成油的循环，这样，在油的循环过程中，将热量散发于箱壁散热片、空气或散发给冷却装置，从而使绕组和铁芯得到冷却。

另外，绝缘油能使绝缘物（如木质、纸等）保持原有的化学和物理性能，使金属（如铜）得到防腐作用，以及能熄灭电弧。综上所述，绝缘油的运行，实际是要解决变压器的散热、防潮和防劣化三个问题，并解决油的防劣化，以便使油在经济合理的基础上延长其使用期限，便成为一项很重要的工作。

油的散热作用，主要决定于油的黏度及变压器的外形结构。降低油的黏度对提高设备的散热能力实际意义不大，而变压器的外形结构（散热面积）和冷却方式，对提高变压器的散热能力具有很大的实际意义。

2.变压器油的主要性能指标

（1）耐压强度。耐压强度也称绝缘强度，是指绝缘油抵抗电场的能力，即单位体积的变压器油承受的电压强度。一般采用油杯进行油耐压试验。在油杯内，电极直径为25 mm，厚为6 mm，间隙为2.5 mm时的击穿电压值。一般交接试验中的变压器油耐压25kV，新油30kV。

（2）闪点。指变压器油加热后产生的蒸汽与空气混合，遇到明火能发生燃烧的最低温度。闪点表示油的蒸发度，油的闪点越低，其蒸发度越高。油蒸发时使成分变坏，黏度加大，体积减小，并可能产生可爆炸气体，因此油的闪点越高越好，一般应不低于135℃。

（3）凝固点。油的黏度随温度而变化，温度越低，黏度越大。当温度低到一定程度，油不再流动而凝固，这时的温度称为油的凝固点。变压器油的标号表示出凝固点的温度，如25号油是表示油在－25℃时凝固；45号油表示油在－45℃时凝固。凝固点低，油的对流散热性能好。因此凝固点越低越好。

（4）酸价。表示油中游离酸的含量。酸价的大小表明油的氧化程度和劣化程度。其大小用中和1g油中的全部游离酸所需要的氢氧化钾的毫克数（mgKOH/g油）来表示。酸价越高，说明氧化越严重，因此油的酸价越低越好。一般新油不应超过0.05mgKOH/g，运行中的油不应超过0.4mgKOH/g。

（5）酸、碱、硫及机械混合物。这些杂质对电气设备的绕组、绝缘物、导线和油箱有腐蚀作用，因此含量越低越好。

（6）安定度（安定性）。由于变压器油和空气长期接触和受热，会氧化成酸、树脂、沉淀物等，称为老化现象。安定度就是指抗拒绝缘老化的能力，安定度越高越好。安定度的大小，通常以人工氧化后油的酸价和沉淀物的含量来表示，这两个指标越低，油的安定度越高，说明油质越好。

（7）密度。油在20～40℃时的密度不超过0.895。变压器油密度越小，说明油的质量好，油中的杂质及水分容易沉淀。

（8）黏度。指变压器油在50℃时的黏度（条件度或运动黏度mm2/s）。新油不超过50℃1.82条件度，20℃4.2条件度。为便于发挥对流散热作用，黏度小一些为好，但是黏度影响变压器油的闪点。

（9）灰分。表明变压器油内，含酸、碱、硫、游离碳、机械混合物的数量，也可以说是变压器油的纯度。因此，灰分含量越小越好。

3.变压器油的运行

变压器油在运行中，有可能与空气接触发生氧化，氧化后生成的各种氧化物具有酸性特点。此外，空气中的湿度会使油受潮，这不仅降低了击穿电压，还会增加介质损失值。而且受潮后的油对金属有腐蚀作用，引起油中大量沉淀物的产生。一般认为氧化后的油比新油易受潮，而且劣化速度加快2～4倍。

在运行过程中，由于温度的升高也会使油的劣化加速，根据实测，当平均温度每升高10℃时，油的劣化速度就会增加1.5～2倍。试验证明，油的氧化起始温度是60～70℃。在这个温度下，油很少发生变质，当温度达到120℃时，氧化激烈，温度达160℃时，油迅速变坏。

由于紫外线的作用，会增加油的氧化速度。因此，应避免油受光线的直射。一般油不应装在透明的容器内。

在变压器油的运行中，应经常对充油设备进行检查，检查设备的严密性，油枕、呼吸器的工作性能，以及油色油量是否正常。

另外，应结合变压器的运行维护工作，定期取油样或根据需要不定期取油样（如发现故障后），做油的气相色谱分析，以预测变压器的潜伏性故障，这是防止变压器事故的有效措施。

（1）运行中变压器补油时的注意事项。

1）35kV及以上变压器应补入相同牌号的油，并应做耐压试验。

2）10kV及以下变压器可补入不同牌号的油，但应做混油耐压试验。

3）补油后要检查气体继电器，并及时放出气体。若在24h后无问题，可重新将重气体保护接入跳闸回路。

对在运行中已经变质的油应及时进行处理，使其恢复到标准值；如发现油受潮，应进行干燥；如油已老化，应进行净化和再生。一般可采用过滤法、澄清法、干燥法将油与水分、杂质分离，或者使用化学处理法，除去油中的酸碱，然后再过滤、干燥，使油再生，恢复其原有的良好性能。

（2）变压器油质量的简易鉴别。由于对变压器油的要求很高，严格地讲，不经过耐压试验和简化试验很难说明油是否合格，但不合格的油有时可从外观加以鉴别：

1）油的颜色。新油一般为浅黄色，氧化后颜色变深。新油呈深暗色是不允许的。运行中油的颜色迅速变暗，表示油质变坏。

2）透明度。新油在玻璃瓶中是透明的，并带有蓝紫色的荧光，如果失去荧光和透明度，说明有机械杂质和游离碳。

3）气味。变压器油应没有气味，或带一点煤油味，如有别的气味，说明油质变坏。如：烧焦味——油干燥时过热；酸味——油严重老化；乙炔味——油内产生过电弧；其他味——随容器产生。

（3）变压器油的试验。新的和运行中的变压器油都需要做试验。按照变压器运行规程规定，变压器油每年都要取油样试验。试验项目一般应做耐压试验、介质损耗试验及简化试验。

1）耐压试验。测量油的介质强度，是指试油器两电极间油层击穿时电压表所示的最小电压。击穿电压的高低说明油中水分、杂质的含量。一般要求介质强度越高越好。变压器油的耐压试验标准见表3-3。

表3-3　变压器油的耐压试验标准　单位：kV

2）介质损耗试验。在外加电压作用下测量绝缘介质中功率损耗的数值，它反映出油质的好坏及净化程度。一般要求介质损失角在20℃时不大于0.5％。

3）简化试验。为了掌握变压器油运行中的情况，一般可不做全部试验项目，而仅做以下简化试验项目：①酸价，酸价的标准是新油不应超过0.05　mg　KOH/g，运行中的油不应超过0.4　mg　KOH/g；②耐压试验，见上述；③闪点，一般在130～140℃之间；④游离碳、水分、机械混合物，最好没有；⑤酸碱度，新油的p　H值一般为5.4～5.6。

变压器油通过简化试验后，若符合上述标准，即认为合格。若不符合标准，必须针对存在的问题进行处理。如当耐压强度不合格时，需进行过滤，又如某些化学性能不合格时，需进行再生处理等。

每次取油样试验的结果，还应与上一次取样试验的结果作比较，以掌握油质性能变化的趋势。

运行中的变压器油，对电压在35kV及以上的变压器，每年至少取样做1次简化试验；对电压在35kV以下的变压器，则每2年至少做1次简化试验。此外，还应在两次简化试验之间做一次耐压试验。在变压器经受短路故障后，或出现异常情况时，应取油样进行分析。

4）取油样注意事项。从变压器中取油样应在天气干燥时进行。取样时，应从变压器底部油截门处放油，首先将积水放掉，并放走底部积存的污油，然后用干净布将油截门擦净，再继续放少许油进行冲洗，并用清洁油将取样瓶洗涤干净，再将油灌入瓶内。灌油时，应严防泥土、水分、灰尘、纤维等杂质进入油样内。

装油容器最好用毛玻璃塞的玻璃瓶，装油后用塞子将瓶口塞紧，再用火漆或蜡加封，以免油内进入潮气。

取样多少决定于试验项目，一般耐压试验应不少于0.5L（约0.45kg）；简化试验不少于1L（约0.9kg）。

启瓶试验时，如室内温度比取油样时高，则应使两者温度接近后才能启瓶塞，以防止油样受潮。

变压器油的纯度与运行管理

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