芻議750kv主變絕緣油中顆粒度指標的保證

1、<p>　　芻議750kV主變絕緣油中顆粒度指標的保證</p><p>　　摘要：變壓器油中的顆粒會對變壓器的絕緣有較大的影響，因此特別是對于750kV超高壓主變來說，控制絕緣油中顆粒度是非常重要的。本文首先闡述了油中顆粒度導致變壓器絕緣事故和我國變壓器油中顆粒度現(xiàn)狀，然后分析了顆粒度對變壓器絕緣強度的影響，最后介紹了750 kV主變壓器油凈化工藝和減少顆粒度影響的措施。 </p><

2、;p>　　關鍵詞：750kV主變；絕緣油；顆粒度 </p><p>　　中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　眾所周知，雜質(zhì)對變壓器油電氣性能的影響非常明顯，大量的懸浮顆粒在電場作用下規(guī)則排列形成導電小橋，會顯著降低油擊穿電壓。雖然目前主流變壓器產(chǎn)品大多應用了表面覆蓋、隔板、多層油隙等絕緣結構，絕緣材料與電場梯度垂直，已可有效地降低顆粒聚集形成導

3、電小橋的概率。但是，隨著近年來變壓器體積的縮小的趨勢，越來越多緊湊的絕緣結構被應用，在狹小的油道中顆粒物聚集并且引起故障的概率又增大了。此外，顆粒雜質(zhì)更可能引起局部放電或起催化作用導致油的劣化，進而影響變壓器的安全運行。因此，在設備的制造、運行過程中采取措施有效控制油中顆粒污染顯得非常重要。 </p><p>　　1油中顆粒度導致變壓器絕緣事故 </p><p>　　從我國電力用油標委會和

4、最新的GB/T 14542-2005《運行變壓器油維護管理導則》中已經(jīng)開始提出關于油的潔凈度分析的問題。要建立一個變壓器用油顆粒度項目的測試標準，需要有大量的變壓器運行和試驗中顆粒度的數(shù)據(jù)。在運行或制造過程中，近年來有一定數(shù)量變壓器的故障被證實是油品顆粒度含量較大引起的，這些事實使得各制造廠在對變壓器油處理時不得不分外小心，對油品過濾控制更加嚴格。 </p><p>　　下面的例子充分說明了顆粒度對變壓器絕緣的影

5、響： </p><p>　　在法國1980-1990年間發(fā)生的10起變壓器故障被認為是變壓器油中顆粒度過高造成的。所有這些400kV變壓器都裝有傾斜套管，這種結構要求在套管下部油中有完好的屏蔽和絕緣。這些變壓器投入運行不久，其中3臺發(fā)生故障，以后18個月中又有4臺被擊穿。所有擊穿均發(fā)生在套管屏蔽和升高座之間。這種設計結構是不用懷疑的，因為采用同樣設計的另外20臺產(chǎn)品，運行20多年未出現(xiàn)故障。也不可能把這些故障歸咎

6、于外部損壞，比如操作沖擊電壓、雷電沖擊電壓或外部短路，因為這些產(chǎn)品經(jīng)修理更新注油后投運，到1998年都未再發(fā)生放電故障。 </p><p>　　2我國變壓器油中顆粒度現(xiàn)狀 </p><p>　　我國電力在近段時間的發(fā)展是有目共睹的。制造廠和電力安裝水平都有了較大的提高，變壓器的檢修、維護也都達到很高的水平。國內(nèi)多數(shù)電力變壓器，特別是大型電力變壓器產(chǎn)品，變壓器油的顆粒度都處在比較好的水平。我

7、國目前還沒有詳細的相關變壓器油中顆粒度標準。1991年西安熱工所建議的控制指標是：對500kv變壓器油中顆粒污染度要求在每100ml油中大于5&micro;m顆粒數(shù)不多于20000個，而大于50&micro;m顆粒數(shù)不多于200個。也就是美國國家航空及宇宙航空標準NAS1638標準的6級水平。目前，國際電工委員會IEC296—91修定方案中，提出每100ml油中大于15&micro;m顆粒數(shù)總數(shù)不多于8500作為

8、一項推薦標準。GB/T 14542-2005《運行變壓器油維護管理導則》指出：油中潔凈度的控制應按廠家規(guī)定進行，對于直流變設備要求油中潔凈度達到NAS 1級，其要求是非常嚴格的。 </p><p>　　據(jù)有關文獻報道：國外各大公司對顆粒度要求比較嚴格，日本要求100ml變壓器油中大于5&micro;m顆粒數(shù)不多于1000個。一些歐洲國家制造廠要求100ml變壓器油中大于5&micro;m顆粒數(shù)不多

9、于2000個。由此看出我國運行中變壓器顆粒度的水平與國外相比差距較大。需要我們加強檢測和現(xiàn)場處理。 </p><p>　　3顆粒度對變壓器絕緣強度的影響分析 </p><p>　　3.1顆粒度對不同絕緣結構會產(chǎn)生不同的影響 </p><p>　　高電壓產(chǎn)品易受損的部位主要是高壓套管屏蔽處和高壓引線處，它們受損后在油隙中就無絕緣覆蓋，此時油中的顆粒會對變壓器的絕緣產(chǎn)生

10、較大影響。電力變壓器的主絕緣低壓繞組和高壓繞組都有絕緣覆蓋，此時顆粒會產(chǎn)生一定的影響，但影響程度要小得多，而且表現(xiàn)的擊穿過程和無絕緣擊穿不相同。顆粒如果沉積在絕緣材料表面也會對設備的絕緣強度產(chǎn)生影響。 </p><p>　　3.2顆粒種類不同對絕緣強度的影響不同 </p><p>　　金屬顆粒對變壓器絕緣的影響要大于非金屬顆粒的影響。但是金屬顆粒污染引起變壓器故障的事件未見報道，其中原因是

11、因為大金屬顆粒沉積在箱底和絕緣表面，一般不會對絕緣產(chǎn)生較大影響，并且能及時發(fā)現(xiàn)予以處理。小金屬顆粒含量少，即使存在也會被抗氧化劑吸附失去活性。油中存在的顆粒主要是非金屬類雜質(zhì)，其本身不會對變壓器絕緣產(chǎn)生較大影響。但是據(jù)有關專家研究表明：如果水分和雜質(zhì)(特別是纖維雜質(zhì))共同存在時，其對絕緣的影響會明顯增加。所以油中顆粒度的檢測要和含水量同時進行，以便于對絕緣性能進行綜合分析。 </p><p>　　3.3顆粒度在不

12、同類型電壓下對絕緣強度影響不同 </p><p>　　雜質(zhì)顆粒在直流電壓作用下更容易產(chǎn)生定向運動，形成導電橋路，由此分析，變壓器油中雜質(zhì)顆粒度對設備介電強度影響在直流電壓下要比交流電壓下大的多。所以我國對于直流變設備要求油中潔凈度達到NAS1級。 </p><p>　　4750 kV主變壓器油凈化工藝的探索 </p><p>　　近年來，我國已有750 kV變電所建

13、成并投入運行。然而，按照目前國家電網(wǎng)公司制定的標準，對于變壓器油中的一些指標要求，尤其是顆粒度指標尚未實現(xiàn)實質(zhì)性的突破，從而使油的顆粒度均達到標準要求，這將影響到超高壓變壓器的長期安全運行。目前，對于超高壓變壓器絕緣油的凈化工藝仍處于摸索階段。 </p><p>　　4.1750 kV主變壓器油凈化設備特性的比較 </p><p>　　板框式壓濾機是油凈化設備之一，它的凈化原理是利用濾油紙

14、吸收水分、過濾雜質(zhì)。其構造簡單、搬運方便，對于被水和塵埃等雜質(zhì)污染的變壓器油(電壓等級較低)，經(jīng)過多次循環(huán)過濾，通常能夠達到使用要求。但該壓濾機存在過濾不徹底、對細微雜質(zhì)去除效果不好的缺點，無法滿足對顆粒度要求較高的超高壓設備用油要求。 </p><p>　　真空濾油機是另一種凈化設備，它不僅能較徹底地去除油中的水分和氣體，還能有效去除油中微粒雜質(zhì)。其工藝流程為：待處理變壓器油→粗過濾→精過濾→加熱油真空脫水脫氣

15、→凈油。粗過濾采用金屬濾網(wǎng)和強磁鐵，精過濾通常能過濾顆粒度為1&micro;m的微小雜質(zhì)。變壓器油加熱抽真空脫水脫氣的原理是將油罐內(nèi)的空氣抽空，將加熱的變壓器油用噴淋的方法形成油霧，使油中的氣體和水分逸出。油溫控制在65℃左右。這種方法脫水脫氣效果比較好，能過濾出絕緣強度要求較高的油，是目前普遍采用的油凈化處理方法。 </p><p>　　4.2使用LY-150型板框式壓濾機與真空濾油機相結合對新油進行凈

16、化處理 </p><p>　　LY-150型板框壓力式濾油機主要是利用襯夾在濾框與濾板之間的濾紙作為過濾介質(zhì)，濾出油液中的雜質(zhì)，同時利用濾紙對水的親吸性濾除油液中的水分。特別適用于對油質(zhì)污染較嚴重的油。使用此濾油機對主變新到的油進行過濾并保持濾油過程中頻繁更換濾紙，直到再取樣測試其顆粒度數(shù)值沒有明顯降低為止。如果與規(guī)范標準中的要求數(shù)據(jù)仍然相差較遠，則應換用真空濾油機繼續(xù)過濾2~3d，取其油樣進行化驗，直到達到規(guī)范

17、標準的要求為止。 </p><p>　　4.3板式濾油機與真空濾油機相結合對油進行凈化處理的分析 </p><p>　　真空濾油機的濾油精度雖然比板式濾油機高，但對于顆粒雜質(zhì)較多的油，直接用真空濾油機來處理，對濾油機的濾芯損耗極大，從而導致頻繁更換濾芯，大大增加了濾油成本。為此，對于顆粒雜質(zhì)污染較嚴重的油，可先采用板式濾油機處理48~72 h(視濾紙干凈程度)，再用真空濾油機(“三美”真空

18、濾油機，型號：VSD-6000)做進一步凈化處理。 </p><p>　　5減少顆粒度影響的措施 </p><p>　　5.1變壓器器身、鐵心、油箱內(nèi)壁等所用材料、膠、漆等與變壓器油之間有可靠的相容性,長期運行后不會脫落、分解并影響油質(zhì)。 </p><p>　　5.2變壓器絕緣件制造、線圈繞制、器身裝配等重要生產(chǎn)車間必須保證場地清潔。對于高壓產(chǎn)品而言,應做到車間全封

19、閉,最好能有保持正壓的條件,減少浮塵對器身的污染。 </p><p>　　5.3對油箱、聯(lián)管等部件,應在裝配前做好內(nèi)部清潔工作,在拆卸搬運時更應做好封閉保護工作,防止其內(nèi)表面的污染。安裝前須對設備相關部件、管道等進行認真的油循環(huán)沖洗。 </p><p>　　5.4對于現(xiàn)場吊芯等檢修工作,應在天氣晴好無風的時候進行,器身暴露時間也應當嚴格控制,以防止受潮、避免污染。 </p>

20、<p>　　5.5新油注入設備前,必須采用真空濾油機真空注油工藝,經(jīng)過濾油裝置的凈化處理后,油中雜質(zhì)將能有效減少, </p><p><b>　　6結語 </b></p><p>　　變壓器油中的顆粒會對變壓器的絕緣有較大的影響，不同情況下其影響的方式和程度各不相同，而我國變壓器油的顆粒度狀況不容樂觀，加強變壓器油的顆粒度的檢測，并根據(jù)檢測結果及時進行處理是