變壓器檢修后油介損異常原因分析和處理

龔晟

【摘?要】變壓器油在長期使用過程中，由于各種原因的影響和氧化作用，使油品受到不同程度的污染和劣化，通過介質(zhì)損耗因數(shù)試驗，可清楚地反映變壓器油的運行狀況。一般采用石蠟基油的老舊變壓器檢修后油介質(zhì)損耗異常升高，且采用真空濾油方法無法解決，本文總結了變壓器檢修后油介損異常的原因和相應的解決方法。

【關鍵詞】變壓器檢修;油介損;異常;處理方法

變壓器油在交變電場作用下，引起的極化損失和電導損失的總和，統(tǒng)稱為介質(zhì)損耗因數(shù)。它可靈敏反映變壓器絕緣特性的好壞;反映變壓器油在電場、氧化、高溫等作用下的老化程度;也能反映油中極性雜質(zhì)和帶電膠體等污染的程度。作為電網(wǎng)的關鍵設備，變壓器的安全運行對電力系統(tǒng)的可靠性影響極大。變壓器油由于絕緣強度高、冷卻效果好，且可以很好地阻止以氧為主要因素的絕緣紙老化，從而延長變壓器絕緣壽命，因此在大容量、高電壓的變壓器中，一般仍以變壓器

油作為主要的絕緣介質(zhì)。最初以石蠟基油作為變壓器油，這種變壓器油凝點高、高溫粘度大，易造成變壓器出現(xiàn)聯(lián)管凍結、散熱能力差等問題。此外，石蠟基油由于直鏈烷烴對氧化產(chǎn)物溶解度低而容易產(chǎn)生沉淀，因此在對使用石蠟基油的變壓器進行檢修時，排油、注油過程需要特別注意，以免沉淀物等雜質(zhì)污染變壓器器身。

1 變壓器油介損概述

在交變電場作用下，變壓器油會產(chǎn)生一定的極化損失和電導損失，統(tǒng)稱為油的介質(zhì)損耗，簡稱為油介損。油介損可以通過測量介質(zhì)損耗因數(shù)，即介質(zhì)損失角的正切值來表示，可準確靈活地反映出變壓器絕緣性的好壞，以及在電場、氧化和高溫等的作用下變壓器油的老化程度，反映出油中極性雜質(zhì)以及帶電膠體的污染程度。變壓器油在變壓器長期運行下，受到復雜運行環(huán)境因素以及氧化、溫度等因素的影響，會出現(xiàn)不同程度的污染，這時可通過油介質(zhì)損耗因素進行試驗分析，準確反映變壓器油的運行情況。

2 造成變壓器檢修后油介損異常的原因分析

2.1 溶膠雜質(zhì)的影響

變壓器在出廠前油品或固體絕緣材料中存在著塵埃、雜質(zhì)，運行一段時間后，膠體雜質(zhì)漸漸析出。膠體粒子直徑很小，擴散慢，但有一定的活動能量。粒子可自動聚結，由小變大，為粗分散系，處于非平衡的不穩(wěn)定狀態(tài)，當超出膠體范圍時，因重力而沉積。油中存在溶膠后，可能會引起電導超過介質(zhì)正常電導的幾倍或幾十倍，從而導致油介損值增大。

2.2 取樣位置的影響

因為膠體沉積時間緩慢，且受溫度、電壓的影響，處于非平衡的不穩(wěn)定狀態(tài)，造成分散體系在各水平面上的濃度不等。一般認為，底部濃度較大，底部油的介 損值較大，上層濃度較小，則上層油的介損值較小。因此，取樣部位的不同直接 影響變壓器油介質(zhì)損耗的測定。

2.3 微生物污染的影響

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、碳化物、有機物、各種礦物質(zhì)及微量元素，因而構成了菌類生物生長、代謝、繁殖的基礎條件。由于微生物都含有豐富的蛋白質(zhì)其本身就有膠體性質(zhì)，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。

變壓器油處在全密封、缺氧和無光的器身中，油中存在的微生物厭氧和厭光。對放置較長時間后進行介損測試，特別是在無色透明玻璃瓶中放置的，其介損值會變小。變壓器在不同時期內(nèi)所帶負荷不同，運行油溫不同，微生物在不同溫度下繁殖速度也不同，油溫在50～70℃范圍內(nèi)運行，繁殖速度最快，所以介損相對增加比較快。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(zhì)損耗因數(shù)比較穩(wěn)定。判斷變壓器油介損異常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。

2.4 金屬離子的影響

變壓器本體銅金屬構件的磨損或腐蝕（如油泵軸磨損、裸露的銅引線腐蝕）、線圈銅導線嚴重過熱或燒損等都會使銅離子溶入到油中，使變壓器油中銅離子濃 度增高，導致介損的升高。

2.5 含水量的影響

對于純凈的油來說，當油中含水量較低（如30～40 mg/L）時，對油介損值的影響不大，但當油中含水量大于60 mg/L 時，則會有顯著影響，其介質(zhì)損耗因數(shù)急劇增加。

2.6 變壓器結構的影響

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，但對變壓器油介損的增大有一定的影響。盡管目前變壓器油是通過油枕內(nèi)的膠囊與外界空氣是隔絕的，屬于全密封變壓器，但變壓器上裝有凈油器（熱虹吸器）更有利于絕緣油質(zhì)量的穩(wěn)定，可以在變壓器運行過程中“吸出”絕緣內(nèi)部水分，改善絕緣的電氣性能，從而減緩了絕緣油中水分的增加。因此對沒有安裝凈油器（熱虹吸器）的變壓器油介損增大，這可能是其中原因之一。

2.7 試驗儀器的影響

用不同型號、制造廠家的油介損測試設備進行油樣試驗時，存在隨機和操作誤差。當高壓標準電容器的損耗值較大、電橋的準確度達不到要求或溫控裝置加熱過快或過慢時，都會影響油樣的測試結果。由于充電導體對絕緣油的介質(zhì)損耗影響十分顯著，因此應避免取樣容器受到污染。試驗前必須徹底清洗測量電極（油杯），保證空杯的介損值 <5×10，并在濕度小而清潔的試驗室內(nèi)進行，將絕緣油試樣注入測量電極，加熱到終點溫度后立即測量。

在試驗中發(fā)現(xiàn)即使不加壓，其損耗因數(shù)也可能會隨時間而變化，一般認為，溫度平衡時的初始試驗值代表油樣的真實數(shù)據(jù)，最好在達到溫度平衡后立即測量。因此當油樣介損測試發(fā)現(xiàn)異常時，需用兩臺介損儀進行對比試驗。

3 針對油介損異常的處理方法

油介損異常主要表現(xiàn)為油介損增加超標，當發(fā)現(xiàn)此類異常情況時可采用以下兩種處理方法加以解決。

3.1 及時更換

如果變壓器中的油因為雜質(zhì)、微生物等污染、以及氧化作用等發(fā)生了污染或變質(zhì)，這些不各個的油將會影響變壓器系統(tǒng)的運行，同時會增加系統(tǒng)停電的時間。所以需及時更換變壓器油，必須放凈內(nèi)部舊油、沖洗干凈以后才能裝入新的符合質(zhì)量要求的油。不過該方法只能用在機組不能長時間停電的情況下，因為更換變壓器油一方面在沖洗時并不徹底，另一方面換油產(chǎn)生的成本較高，不滿足節(jié)能環(huán)保的要求，所以當變壓器油介損增加超標時要根據(jù)實際情況考慮是否要采用該方法，一般情況下如果還有別的方案可選擇不宜采用本解決方案。

3.2 再生處理

再生處理是解決變壓器油介損異常的主要方法，是利用物理化學方法將舊油中的雜質(zhì)、有害物質(zhì)等去除，通過改善油的質(zhì)量，使變壓器油滿足系統(tǒng)運行要求。常見的處理方法有吸附劑法和硫酸-白土法。其中吸附劑法用于處理劣化程度較低的油中，而硫酸-白土法則用在處理劣化程度較嚴重的油中。具體處理應用時，按照一定比例浸泡吸附劑，然后用真空濾油機將變壓器油加熱并送到含有吸附劑的油罐中浸泡，為避免吸附劑進入到變壓器油中，最后要用壓板式濾油機將浸泡以后的變壓器油進行過濾后再注入到變壓器中。硫酸-白土法在應用時，硫酸可有效去除油中的老化產(chǎn)物，而白土處理則是為了消除在經(jīng)過硫酸處理后的油中的不良殘留物。

4 結論

變壓器檢修后當發(fā)現(xiàn)變壓器油介損異常時，應具體分析油品劣化的程度及引起介損增大的原因，以便采取相應的措施進行處理，使變壓器油達到正常的理化性能，以保證設備的安全穩(wěn)定運行。

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（作者單位：昆明供電局變電修試所）