變壓器油微水超標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)處理方法的改進(jìn)

趙丙軍

(河北電力建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司,石家莊 050011)

在大中型變電站的建設(shè)中，為減輕變壓器本體的質(zhì)量，一般采取無油、充氮運(yùn)輸,變壓器油的濾油處理及注油工作在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。變壓器油運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，首先要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)中最常見的問題就是絕緣油的微水超標(biāo)，如何處理該類絕緣油以滿足電力規(guī)范要求，成為施工現(xiàn)場(chǎng)安裝大中型電力變壓器中較關(guān)鍵的問題。如果處理方法不當(dāng)，不僅浪費(fèi)時(shí)間，還會(huì)耗費(fèi)較大的人力、物力和財(cái)力，給電力建設(shè)造成不應(yīng)有的損失；如果絕緣油的微水超標(biāo)問題處理不好，會(huì)導(dǎo)致大中型變壓器的安裝難以正常進(jìn)行。

1 概述

長春超高壓局龍嘉500 kV變電站(簡稱“龍嘉變電站”)一期工程安裝的3號(hào)變壓器(單相3臺(tái))總用油量約為200 t(每臺(tái)約為67 t)。變壓器油運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)初次檢測(cè)，擊穿電壓為18～25 kV/2.5 mm，微水含量25～30 mg/L。根據(jù)GB 50150-2006《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，500 kV電壓等級(jí)設(shè)備投入運(yùn)行前油的擊穿電壓應(yīng)大于等于60 kV/2.5 mm，微水含量小于等于10 mg/L,顯然，這批油不合格(試驗(yàn)所使用的微水檢測(cè)儀均經(jīng)過有資質(zhì)的法定計(jì)量單位的檢測(cè)，使用時(shí)在有效檢測(cè)期內(nèi))，需要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。

2 傳統(tǒng)處理方法及效果

目前，變壓器油微水超標(biāo)常用的處理方法是采取真空濾油機(jī)對(duì)其進(jìn)行真空加熱處理。在對(duì)龍嘉變電站變壓器油微水處理時(shí)，先后采用了單罐式濾油循環(huán)法和倒罐式濾油循環(huán)法。

2.1 單罐式濾油循環(huán)法

單罐式濾油循環(huán)法的原理為罐內(nèi)的變壓器油被加藤濾油機(jī)從罐內(nèi)抽入濾油機(jī)內(nèi),通過濾油機(jī)的抽真空加熱進(jìn)行過濾,過濾后的變壓器油又通過連接在油罐上部的管路再次送回罐中,反復(fù)循環(huán),將不合格油內(nèi)的水分及雜質(zhì)從油中脫離，直到微水、耐壓等各項(xiàng)指標(biāo)合格。單罐式濾油循環(huán)法結(jié)構(gòu)示意見圖1，其中，油罐下部法蘭管道連接濾油機(jī)進(jìn)油管道，排油管道連接在油罐上部。

圖1 單罐式濾油循環(huán)法結(jié)構(gòu)示意

在處理中，按照上述單罐式濾油循環(huán)法原理進(jìn)行管路連接，進(jìn)、出油管接在油罐的對(duì)角，便于油在油罐中進(jìn)行全方位的循環(huán)，經(jīng)過半個(gè)多月(24 h晝夜不停)單罐濾油循環(huán), 其變壓器油微水含量毫無改善,擊穿電壓未達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。考慮到工期限制，未查找原因，便改用倒罐式濾油循環(huán)法進(jìn)行過濾。

2.2 倒罐式濾油循環(huán)法

倒罐式濾油循環(huán)法的原理為在單罐式濾油循環(huán)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上拆除油罐上部的排油管，增加一個(gè)15 t油罐B,將油罐A和油罐B通過加藤濾油機(jī)連接起來,油罐A中的變壓器油通過加藤濾油機(jī)抽真空加熱過濾后將油導(dǎo)入到油罐B中,待油罐A中的變壓器油全部抽到油罐B中后,再利用同樣方法將油罐B中的變壓器油通過加藤濾油機(jī)加熱過濾后倒回油罐A內(nèi), 反復(fù)循環(huán),從而使不合格油內(nèi)的水分及雜質(zhì)從油中脫離,直到微水、耐壓等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到合格要求。倒罐式濾油循環(huán)法結(jié)構(gòu)示意見圖2。

圖2 倒罐式濾油循環(huán)法結(jié)構(gòu)示意

經(jīng)過多次循環(huán)濾油，變壓器油中微水含量和耐壓非但沒有達(dá)標(biāo)，反而增加了絕緣油中的微水含量，降低了擊穿電壓。

3 傳統(tǒng)處理失敗的原因

龍嘉變電站2次現(xiàn)場(chǎng)絕緣油過濾均在7月份進(jìn)行，7月份正是這里的雨季，空氣濕度較大，這與2次濾油失敗有密切的外在關(guān)系；通過現(xiàn)場(chǎng)勘察，發(fā)現(xiàn)呼吸器硅膠變色，在抽真空過程中，因罐體內(nèi)壓力減小，外在潮濕的空氣就由呼吸器進(jìn)入罐中和油中，致使處理效果不佳，甚至適得其反。

3.1 單罐式濾油循環(huán)法

循環(huán)絕緣油在落入油罐時(shí)通過了頂部空氣層，落入的油不停地把空氣層中的部分氣體帶入油中，油中的氣體又通過出油管路帶到加藤濾油機(jī)，加藤濾油機(jī)又通過真空泵把氣體脫了出去。循環(huán)絕緣油罐中的空氣層隨著空氣的減少又不斷地通過呼吸器吸入外部的空氣，這樣大量的吸入外邊的空氣，單靠這種小型呼吸器過濾空氣中濕度的作用是微小的。從外面吸入的潮濕氣體有一部分再次被帶入油中，一部分在油罐頂部的空氣層中，不停地向絕緣油釋放水分，造成絕緣油的微水含量超標(biāo)，并使絕緣油的耐壓變低，致使絕緣油的熱油循環(huán)處理失敗。

3.2 倒罐式濾油循環(huán)法

在倒罐濾油過程中，出油罐中的絕緣油隨著油的抽出，油所占有的空間不斷變小，頂部空氣層占有空間不斷變大，油罐會(huì)通過自身呼吸器不停地吸入外面的空氣，每次倒罐都會(huì)重復(fù)此過程，這種接近于對(duì)外開放式的濾油，只靠油罐呼吸器過濾大量流動(dòng)的空氣中水分，作用是很微弱的。

4 改進(jìn)措施及效果

經(jīng)分析可知2次濾油均失敗的原因?yàn)榻^緣油與外界的空氣沒有真正隔絕，于是對(duì)變壓器絕緣油的循環(huán)方式進(jìn)行了改進(jìn)。

4.1 改進(jìn)措施

4.1.1 改進(jìn)后的單罐式濾油循環(huán)法

在濾油管路流入油罐的法蘭下方加裝了1根管子，管子的長度大于油罐油面上方的空氣層的距離，使油不經(jīng)過油罐上部的空氣層而直接流入油中，結(jié)構(gòu)示意見圖3。

圖3 改進(jìn)后單罐式濾油循環(huán)結(jié)構(gòu)示意

這樣，在循環(huán)濾油過程中，油落入油罐時(shí)不會(huì)再把上層的空氣帶入油中，上層的空氣也不會(huì)再減少，呼吸器也不會(huì)再吸入外面的空氣，這時(shí)呼吸器的閥門就可以關(guān)掉，徹底將油和外面空氣隔離。實(shí)踐證明，處理15 t(即1罐)微水含量在20～30 mg/L的絕緣油，只需要12～20 h便可成功。

4.1.2 改進(jìn)后的倒罐式濾油循環(huán)法

倒罐循環(huán)濾油時(shí)為使2臺(tái)油罐中的空氣不再和外界空氣接觸，把2個(gè)油罐頂部的呼吸器本體拆除，再用1根管路(可用PVC管路)把2個(gè)呼吸器連通起來，2個(gè)罐頂部空氣互相流通。倒罐循環(huán)濾油過程中，絕緣油和外界空氣完全隔絕，結(jié)構(gòu)示意見圖4。

圖4 改進(jìn)后倒罐式濾油循環(huán)結(jié)構(gòu)示意

這種濾油方法可使15 t(即1罐)微水含量在20～30 mg/L的絕緣油，只需要16～24 h便可處理好。處理好第1罐后再處理第2罐時(shí)，使用過的空罐的密封不要破壞，把處理好了的油罐呼吸器的閥門關(guān)掉，拆下呼吸器管路的法蘭，把原本的連接管路連接到待處理的下一油罐的呼吸器上，而后進(jìn)行倒罐式油循環(huán)。這樣會(huì)大大節(jié)省濾油時(shí)間。因?yàn)槭褂眠^的空罐里的空氣已經(jīng)比較干燥，這種循環(huán)濾油方式從第2罐開始，1罐絕緣油處理一般需10 h左右。這種方式在絕緣油罐體容積相同，罐數(shù)量較多(還有1只備用罐)時(shí)可使用。

4.2 效果

龍嘉500 kV變電站3號(hào)主變壓器油使用上述2種方法進(jìn)行處理(全部絕緣油的處理只用了4天多時(shí)間)，變壓器油經(jīng)檢驗(yàn)均已合格。目前，3號(hào)主變壓器已經(jīng)完成注油，變壓器72 h的熱油循環(huán)也已經(jīng)結(jié)束，本體取油試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，主變壓器局部放電試驗(yàn)合格，已具備投運(yùn)條件。

5 結(jié)束語

通過對(duì)變壓器油濾油循環(huán)管路的改裝,解決了變壓器油在循環(huán)過程中與空氣接觸,將空氣中的水分重復(fù)帶入油中的問題?？s短了濾油時(shí)間,提高了效率,降低了施工單位的成本，保證了電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，對(duì)其他變電站同類問題的處理具有一定的借鑒意義。