芻議750kv主變絕緣油中顆粒度指標(biāo)的保證

1、<p>　　芻議750kV主變絕緣油中顆粒度指標(biāo)的保證</p><p>　　摘要：變壓器油中的顆粒會(huì)對(duì)變壓器的絕緣有較大的影響，因此特別是對(duì)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(dǎo)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(duì)變壓器絕緣強(qiáng)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(guān)鍵詞：750kV主變；絕緣油；顆粒度 </p><p>　　中圖分類號(hào)：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　眾所周知，雜質(zhì)對(duì)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(dǎo)電小橋，會(huì)顯著降低油擊穿電壓。雖然目前主流變壓器產(chǎn)品大多應(yīng)用了表面覆蓋、隔板、多層油隙等絕緣結(jié)構(gòu)，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(dǎo)

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(shì)，越來越多緊湊的絕緣結(jié)構(gòu)被應(yīng)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(dǎo)致油的劣化，進(jìn)而影響變壓器的安全運(yùn)行。因此，在設(shè)備的制造、運(yùn)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(dǎo)致變壓器絕緣事故 </p><p>　　從我國電力用油標(biāo)委會(huì)和

4、最新的GB/T 14542-2005《運(yùn)行變壓器油維護(hù)管理導(dǎo)則》中已經(jīng)開始提出關(guān)于油的潔凈度分析的問題。要建立一個(gè)變壓器用油顆粒度項(xiàng)目的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，需要有大量的變壓器運(yùn)行和試驗(yàn)中顆粒度的數(shù)據(jù)。在運(yùn)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(shí)是油品顆粒度含量較大引起的，這些事實(shí)使得各制造廠在對(duì)變壓器油處理時(shí)不得不分外小心，對(duì)油品過濾控制更加嚴(yán)格。 </p><p>　　下面的例子充分說明了顆粒度對(duì)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(rèn)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(jié)構(gòu)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(yùn)行不久，其中3臺(tái)發(fā)生故障，以后18個(gè)月中又有4臺(tái)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(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是不用懷疑的，因?yàn)椴捎猛瑯釉O(shè)計(jì)的另外20臺(tái)產(chǎn)品，運(yùn)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?yàn)檫@些產(chǎn)品經(jīng)修理更新注油后投運(yùn)，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(shí)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(hù)也都達(dá)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(xì)的相關(guān)變壓器油中顆粒度標(biāo)準(zhǔn)。1991年西安熱工所建議的控制指標(biāo)是：對(duì)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(gè)，而大于50&micro;m顆粒數(shù)不多于200個(gè)。也就是美國國家航空及宇宙航空標(biāo)準(zhǔn)NAS1638標(biāo)準(zhǔn)的6級(jí)水平。目前，國際電工委員會(huì)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(xiàng)推薦標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 14542-2005《運(yùn)行變壓器油維護(hù)管理導(dǎo)則》指出：油中潔凈度的控制應(yīng)按廠家規(guī)定進(jìn)行，對(duì)于直流變?cè)O(shè)備要求油中潔凈度達(dá)到NAS 1級(jí)，其要求是非常嚴(yán)格的。 </p><p>　　據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道：國外各大公司對(duì)顆粒度要求比較嚴(yán)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(gè)。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(gè)。由此看出我國運(yùn)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(qiáng)檢測(cè)和現(xiàn)場處理。 </p><p>　　3顆粒度對(duì)變壓器絕緣強(qiáng)度的影響分析 </p><p>　　3.1顆粒度對(duì)不同絕緣結(jié)構(gòu)會(huì)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(shí)油中的顆粒會(huì)對(duì)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(shí)顆粒會(huì)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(huì)對(duì)設(shè)備的絕緣強(qiáng)度產(chǎn)生影響。 </p><p>　　3.2顆粒種類不同對(duì)絕緣強(qiáng)度的影響不同 </p><p>　　金屬顆粒對(duì)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(bào)道，其中原因是

11、因?yàn)榇蠼饘兕w粒沉積在箱底和絕緣表面，一般不會(huì)對(duì)絕緣產(chǎn)生較大影響，并且能及時(shí)發(fā)現(xiàn)予以處理。小金屬顆粒含量少，即使存在也會(huì)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(huì)對(duì)變壓器絕緣產(chǎn)生較大影響。但是據(jù)有關(guān)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(shí)，其對(duì)絕緣的影響會(huì)明顯增加。所以油中顆粒度的檢測(cè)要和含水量同時(shí)進(jìn)行，以便于對(duì)絕緣性能進(jìn)行綜合分析。 </p><p>　　3.3顆粒度在不

12、同類型電壓下對(duì)絕緣強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，形成導(dǎo)電橋路，由此分析，變壓器油中雜質(zhì)顆粒度對(duì)設(shè)備介電強(qiáng)度影響在直流電壓下要比交流電壓下大的多。所以我國對(duì)于直流變?cè)O(shè)備要求油中潔凈度達(dá)到NAS1級(jí)。 </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(yùn)行。然而，按照目前國家電網(wǎng)公司制定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于變壓器油中的一些指標(biāo)要求，尤其是顆粒度指標(biāo)尚未實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的突破，從而使油的顆粒度均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，這將影響到超高壓變壓器的長期安全運(yùn)行。目前，對(duì)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(shè)備特性的比較 </p><p>　　板框式壓濾機(jī)是油凈化設(shè)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(gòu)造簡單、搬運(yùn)方便，對(duì)于被水和塵埃等雜質(zhì)污染的變壓器油(電壓等級(jí)較低)，經(jīng)過多次循環(huán)過濾，通常能夠達(dá)到使用要求。但該壓濾機(jī)存在過濾不徹底、對(duì)細(xì)微雜質(zhì)去除效果不好的缺點(diǎn)，無法滿足對(duì)顆粒度要求較高的超高壓設(shè)備用油要求。 </p><p>　　真空濾油機(jī)是另一種凈化設(shè)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(qiáng)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(qiáng)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(jī)與真空濾油機(jī)相結(jié)合對(duì)新油進(jìn)行凈

16、化處理 </p><p>　　LY-150型板框壓力式濾油機(jī)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(shí)利用濾紙對(duì)水的親吸性濾除油液中的水分。特別適用于對(duì)油質(zhì)污染較嚴(yán)重的油。使用此濾油機(jī)對(duì)主變新到的油進(jìn)行過濾并保持濾油過程中頻繁更換濾紙，直到再取樣測(cè)試其顆粒度數(shù)值沒有明顯降低為止。如果與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的要求數(shù)據(jù)仍然相差較遠(yuǎn)，則應(yīng)換用真空濾油機(jī)繼續(xù)過濾2~3d，取其油樣進(jìn)行化驗(yàn)，直到達(dá)到規(guī)范

17、標(biāo)準(zhǔn)的要求為止。 </p><p>　　4.3板式濾油機(jī)與真空濾油機(jī)相結(jié)合對(duì)油進(jìn)行凈化處理的分析 </p><p>　　真空濾油機(jī)的濾油精度雖然比板式濾油機(jī)高，但對(duì)于顆粒雜質(zhì)較多的油，直接用真空濾油機(jī)來處理，對(duì)濾油機(jī)的濾芯損耗極大，從而導(dǎo)致頻繁更換濾芯，大大增加了濾油成本。為此，對(duì)于顆粒雜質(zhì)污染較嚴(yán)重的油，可先采用板式濾油機(jī)處理48~72 h(視濾紙干凈程度)，再用真空濾油機(jī)(“三美”真空

18、濾油機(jī)，型號(hào)：VSD-6000)做進(jìn)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(yùn)行后不會(huì)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(duì)于高壓產(chǎn)品而言,應(yīng)做到車間全封

19、閉,最好能有保持正壓的條件,減少浮塵對(duì)器身的污染。 </p><p>　　5.3對(duì)油箱、聯(lián)管等部件,應(yīng)在裝配前做好內(nèi)部清潔工作,在拆卸搬運(yùn)時(shí)更應(yīng)做好封閉保護(hù)工作,防止其內(nèi)表面的污染。安裝前須對(duì)設(shè)備相關(guān)部件、管道等進(jìn)行認(rèn)真的油循環(huán)沖洗。 </p><p>　　5.4對(duì)于現(xiàn)場吊芯等檢修工作,應(yīng)在天氣晴好無風(fēng)的時(shí)候進(jìn)行,器身暴露時(shí)間也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制,以防止受潮、避免污染。 </p>

20、<p>　　5.5新油注入設(shè)備前,必須采用真空濾油機(jī)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(jié)語 </b></p><p>　　變壓器油中的顆粒會(huì)對(duì)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(qiáng)變壓器油的顆粒度的檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果及時(shí)進(jìn)行處理是