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[油分析专区] 变压器油劣化的原因及预防措施
发布时间:2009/6/13  阅读次数:1063  字体大小: 【】 【】【
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摘要:本文介绍了影响变压器油劣化的几个因素及它们使变压器劣化的机理,并结合实际,提出了几个防止变压器油劣化的预防措施。
关键词: 变压器油 原因 措施

一、前言

  所谓变压器油,是指适用于变压器、电抗器、套管、油开关等充油电气设备中,起绝缘、冷却和灭弧作用的一类绝缘油品。我国的变压器油根据低温性能划分为10、25、45三种牌号。充人电气设备的变压器油的好坏,将直接影响电气设备的安全运行和使用寿命,因而做好油质的监督维护及检验工作,是电网安全运行的一个重要保证。

二、变压器油劣化的原因 来源:输配电设备网

  使变压器油变坏的原因很多,但归纳起来主要有以下几个方面:

  1、氧是变压器油劣化的罪魁祸首,氧的存在是使变压器油变劣的化学反应的根源。在变压器中,氧主要来源于变压器油里的空气,当我们将油注入变压器时,即使用高真空脱气法注油,也不能将油中的氧消除干净,尽管我们的变压器密封性能很好,仍有一定量的氧气存在于变压器内部。同时,设备中的绝缘材料之一的纸纤维素在热的作用下而发生的劣解反应过程中也有氧的析出。由于变压器油中氧分子(O2是一个不饱和的化合物,它不需经过解离成原子而直接用整个分子去同被氧化的物质相结合而生成过氧化物。这种过氧化物是极不稳定的,它会进一步去氧化其它难以氧化的物质,这种过氧化作用发生时,氧分子中的一个链断开而生成活性基:一O—O一。这种活性基与其它物质接触时则发生自动氧化反应。这种过程可表示为:A+O2→AO2AO2+B→AO+BO其中:A——表示易被氧化的物质;B——表示难以被氧化的物质;AO2→过氧化物。新生成的过氧化物,即氧化的中间产物AO2,它可起分解作用,而生成醇、醛、酮、酸。它在分解过程中可以放出大量的热量(约10.5KJ/mol),因此又能促使新的烃类发生氧化作用生成新的过氧化物,这样周而复始地使变压器油逐渐变坏变劣。变压器油劣化过程的终结阶段是生成油泥,油泥是一种树状的部分导电物质,能适度溶于油中,但最终它将会从油中沉淀出来并形成粘稠状的沥青质,变压器中有可见物就标志着油的氧化过程已进行了很长的时间。如我们局110kV西门变电站#2主变(该主变已投产17年)大修时发现,该主变油呈黄褐色,且器身底部、变压器线圈表面上均不同程度沉积有油泥。经试验,该变压器油属于二类油品,需过滤处理后才允许继续使用。



  2、催化剂的存在

  尽管变压器油有氧的存在,但如果没有催化剂的作用,油的劣化反应是一个很缓慢的过程。变压器中,具体对变压器油劣化起催化剂作用的物质有:水分和铜铁材料。

  (1) 水分是油氧化作用的主要催化剂。它可以通过大气中的湿气从设备外部侵入油中,同时纤维素所吸附的水分或是纤维素的老化而形成的水分也会侵入变压器油中。另外,水分的存在对变压器油的电气性能和理化性能均有很大的破坏。
  (2) 变压器油中的许多化学反应在钢铁存在下会加速进行。对于变压器设备而言,其内部有大量的铜导线材料和铁芯及外部铁材料,这是无法避免的催化剂之一。

  3、加速剂的影响

  有些外界因素也会加快变压器油的氧化速度,这些因素被称为“加速因素”。如:
  (1) 热:绝大多数的化学反应与温度有关,而变压器油与氧发生化学反应的速度取决于变压器运行的工作温度(即油温),一般温度从60˚C~70˚C起,每增加10˚C,变压器油的氧化速度约增加一倍,如我局110kV城东变电站#2主变,由于该主变长期满负荷甚至超负荷运行,油温较高,变压器油的老化速度明显高于其他油温较低的变压器。
  (2) 震动与冲击:变压器因磁致伸缩,电动机械等造成的震动或其内部受到突然的冲击也能加速变压器油与氧的化学反应过程。
  (3) 电场:研究表明,即使在较低的电场条件下,变压器油的氧化作用也会加速进行。

  4、叠加效应

  变压器中纤维素材料对变压器油的老化过程会产生叠加效应,也就是油的老化对纤维素材料的老化有促进作用,反之,纤维素材料的老化亦会加速油老化的进程。

三、变压器油劣化的预防措施  

  我们以上介绍了使变压器油劣化的原因,为了延长油的使用寿命,使设备的使用期延长,,应对运行中的变压器油采取一些合理有效的防劣措施。目前我们采用的方法有:

  (1) 油中添加抗氧化剂
  对于我国变压器油来讲,现在普遍使用的抗氧化剂为:2·6——二叔丁基对甲基酚,也就是T501。它主要是能与油中在自氧化过程生成的活性基(R·)和过氧化物(ROO)发生反应,而形成稳定的化合物,从而消耗了油中生成的自由基而阻止了油分子自身的氧化过程。目前,国产成品油中均添加了T501抗氧化剂。为了保证抗氧化剂能够发挥更大的作用,我们应定期测定运行油中T501的含量,当添加剂含量低于规定值(0.15%)时,应及时进行补加。(T501抗氧化剂合理的添加剂量为0.3~0。5.%)如果设备补入不含T501抗氧剂油时,应用时补足添加剂量。这样才能充分发挥氧化剂的作用,延缓变压器油的变劣速度。
  (2) 安装油连续再生装置即净油器
  目前安装在变压器中的净油器有两种:热虹吸净油器和强制循环净油器。净油器具有结构简单、使用方便、维护工作量少,而对油中的水分,游离碳以及其它老化产物有较好的清洁效果,是变压器油防劣的一项有效措施。目前我局净油器中装填的吸附剂大多是硅胶,我们在运行维护中定期检验净油器进、出口油质的变化以确定吸附剂是否失效。如我们曾发现我局110kV西门变电站1#主变净油器进出口油质基本上无变化,认为吸附剂已失效需更换,在更换硅胶时发现老硅胶已变成黑色且有一股臭味,证实了我们的判断,从而保证了运行油质。


  (3) 安装油保护装置(包括呼吸器与隔膜密封式储油枕)
  目前,国内外大型变压器基本上采用隔膜密封式储油枕,国内相当一批老的变压器也已改为隔膜密封式储油枕。隔膜密封可以有效地防止大气中的水分、氧气和其他杂物侵入油内。为提高变压器油防劣措施的效果,应注意对几种防劣措施的配合使用,另外在运行维护方面,应尽量不超负荷、超油温运行,在变压器检修时应做好加油、补油和器身内部的清洗工作。

四、结束语 来源:tede.cn

  变压器油在电力设备中有着重要的作用,其质量的好坏、性能的优劣直接影响到设备的安全。因此,在运行中的变压器应坚持定期检验油质的变化,一旦发现试验项目中有超标现象,应及时分析原因并采取相应的措施,做到防范于未然。


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