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摘要:变压器在长期运行中易发生多种故障,其中绝缘受潮是引发绝缘故障的主要原因。鉴于此,本文从影响油浸式电力变压器绝缘性能因素入手,着重分析了引发电力变压器绝缘受潮的主要原因,并提出相应的处理措施,从而确保电力变压器安全、经济、健康、稳定地运行。
关键词: 电力变压器;油浸式;受潮;原因;措施
电力变压器是电力系统最关键的重要设备,其在正常运行中易发生故障,其中绝缘受潮是引发故障的主要原因之一。因此在电气设备的预防性试验中,变压器绝缘受潮的检测数据就成为重点,然后对试验数据进行综合分析,结合历史数据来分析其变化趋势,从而判断变压器的绝缘是否受潮。如果变压器绝缘受潮不及时处理其绝缘性能会进一步恶化,甚至出现击穿现象。因此,对油浸式变压器绝缘受潮后须即刻采取措施进行处理。
1.影响电力变压器绝缘性能的因素
1.1温、湿度因素
电力变压器是油、纸绝缘,在不同温度下其油、纸中含水量也不同。一般情况下,温度升高,纸内水分要向油中析出;温度过低,纸则吸收油内水分。所以,温度较高时,变压器内绝缘油的微水含量较大;反之,微水含量就小。因此,国际电工委员会(1EC)认为A级绝缘的变压器在80~140C温度范围内,温度每增加6℃,变压器绝缘有效寿命降低的速度就会增加一倍,因此运行温度的高低是影响变压器绝缘老化的关键因素。另外,湿度也是影响变压器绝缘体的主要因素,当绝缘油中存有微量水分时,就会使绝缘体受潮,绝缘体受潮就会导致设备损坏甚至危及人身安全。
1.2 油保护方式因素
变压器油中的含氧量与油保护方式密切相关,氧的作用会加速绝缘分解反应。油的保护方式不同,使CO和CO2在油中分解和扩散状况不同。一般情况下,开放式变压器CO的体积分数不大于300x10,密封式变压器,由于油面与空气绝缘,使CO和CO2不易挥发,所以其含量较高。
另外,雷电过电压和短路电动力也是影响电力变压器绝缘性能的因素。
2.引发电力变压器绝缘受潮的主要原因
在影响电力变压器绝缘性能的因素中,受潮是常见原因,作为变压器的运行维护人员和管理者必须了解和掌握电力变压器的绝缘结构、材料性能、工艺质量、维护方法及科学的诊断技术,并进行优化合理的运行管理,才能保证电力变压器的使用效率、寿命和供电可靠性。
电力变压器受潮的原因较多,除了制造处理工艺、运输、安装及保管过程不善的因素以外,设备投入使用后维护和管理不当也是主要因素,当电力变压器长期吸入潮湿空气造成油质和绝缘材料的受潮或者因水份直接浸入也会导致变压器绝缘受潮。
2.1 安装与检修引发受潮
安装变压器时,其绝缘体表面是干燥的,但变压器在排氮过程中要与空气进行置换,由于空气相对潮湿,其界面的潮气从高浓度向低浓度扩散,因此造成绝缘件表面受潮;在对变压器进行真空注油时,破坏了部件密封的完整性,会出现漏气现象,由于局部汽流速度快,漏点水汽凝结,因此潮气也会通过绝缘油进入变压器体内导致绝缘体受潮;当对电力变压器检修时,因变压器本体暴露在空气中时间过长,也会导致变压器受潮。
2.2 密封不良引发受潮
由于运行变压器的油温一般较高,且热油的渗透力特别强,热油通过密封不良的地方渗漏出来,当遇到阴雨天气时,变压器表面骤然冷缩,雨水会通过表面渗透点滴进变压器内,久而久之,吸进去的水分越来越多就会引起变压器内部绝缘受潮。究其原因是因为变压器的某些部位或部件密封不严造成的,起初会引起绝缘体表面受潮,久而久之,会造成变压器故障。
3.电力变压器绝缘受潮分析
油一屏障绝缘是电力变压器的主绝缘体,它由绝缘纸板和变压器油组成,这二者受潮都会使变压器受潮。绝缘电阻、吸收比、介质损耗、泄漏电流等是判断变压器绝缘是否受潮的重要考核指标。如果绕组绝缘电阻降低,吸收比小,直流泄漏电流和介损增加,则可判定变压器受潮;如果绕组绝缘电阻大,吸收比大,介损也较小,则可判定变压器运行良好。当然在具体分析变压器是否受潮时,还要结合多项试验数据和历史数据进行综合对比分析,才能分析其变化趋势。一般讲,绝缘良好的变压器应具备以下条件:即绝缘电阻、介损、泄漏电流试验数据与历史数据相比不应有明显变化;吸收比(10—30℃)不低于1.3或极化指数不低于1.5;在20℃ 时66~220KV电压等级变压器tg8不大于0.8% ,35KV及以下tg8不大于1.5%。
4.变压器绝缘受潮的处理措施
一旦确定油浸式电力变压器绝缘受潮,就可结合既得数据和实际情况,立即采取措施区别情况进行处理。
4.1 安装与检修引发受潮的处理措施
这种情况引起的受潮可采用干燥空气机产生干燥空气与变压器内部的氮气进行置换,以保持在安装或检修的过程中都有干燥空气进行补充;当外部空气温度高于变压器温度时,在吊罩前须对变压器本身进行加热,大约在10℃左右;如果空气温度接近或低于变压器温度,可以进行吊罩检查。
4.2 密封不良引发受潮的处理措施
对于呼吸器的油封须加强日常维修与保养,干燥剂应保持干燥;对于密封性能较差的老式套管,应采取改造的方法,并定期进行密封检查,杜绝水分进入器身;对于密封不良造成渗漏油的零部件,须及时维修或更换,对于出现的渗漏点及时予以焊补。上述的补救措施也可在停电的情况下再进行一次密封检查,确保安全。
4.3 变压器进水受潮的处理措施
对于变压器因进水受潮可采用在线或离线两种处理措施。
4.3.1在线处理措施
这种处理方法是利用变压器正常运行时产生的空载损耗和负载损耗作为变压器干燥处理的发热源,由于变压器绝缘纸中的水分逐渐渗入到变压器油中,这时可利用在线滤油装置除去变压器油中的水分,来完成绝缘油的脱气和脱水过程。在线处理的优点是加热均匀、停电时间短,不易造成变压器绝缘损伤;其缺点是,受潮严重时处理效果不太明显。
4.3.2离线处理措施
离线处理是将器身进行加热达到排潮的目的。这种方法有烘焙、油箱铁损、热油喷淋等方法。烘焙处理方式因其干燥效果不太理想已逐渐被淘汰。现普遍采用的是高真空热油循环喷淋干燥法。其步骤是先把变压器内的油放净,用备用油做为干燥媒介,然后将干燥用油加热到105±5℃,用油泵把油送进油箱,利用特殊喷嘴的作用将其变成雾状并喷向变压器绝缘体,待温度升高后水分蒸发掉,其中一部分被真空泵抽走,一部分雾状油沿器身带到箱底,由滤油机排出。干燥过程结束后,须把干燥用油从箱底全部排出,再用变压器油冲洗器身和油箱,经过吊芯检查后再进行真空注油。这种方法优点是,其干燥效果明显,特别是高真空热油循环喷淋干燥法更是可靠易行,但其缺点是停电时间长,会造成变压器绝缘的非正常老化。
5.结论
绝缘性能是否良好是检驗电力变压器质量最主要的指标,在运行中,由于变压器某些部位或部件密封不严,出现表面渗漏油等,将会导致变压器受潮。如果变压器深度受潮,则采用热油喷淋真空干燥法效果较好。这种受潮处理措施对设备要求低、工序简单,适合现场使用。
随着我国变压器制造工艺水平的不断提高,变压器在密封性能上有了很大改进,器体受潮现象在不断减少,但在安装、检修工艺还存在着一定的差距,因此做为电力系统的检修人员对于变压器进水受潮应引起足够重视,并采取正确的措施进行处理,以保证变压器的正常运行,确保供电安全。
参考文献:
1、咸日常,大型变压器铁心接地故障的综合判断与现场处理[J],变压器,2010年12期
2、路长柏,超高压电力变压器主绝缘试验研究与分析[J],绝缘材料,2011年05期
3、彭磊,基于综合诊断方法的变电站设备状态检修系统的研究[D],华北电力大学(北京),2012年01期
关键词: 电力变压器;油浸式;受潮;原因;措施
电力变压器是电力系统最关键的重要设备,其在正常运行中易发生故障,其中绝缘受潮是引发故障的主要原因之一。因此在电气设备的预防性试验中,变压器绝缘受潮的检测数据就成为重点,然后对试验数据进行综合分析,结合历史数据来分析其变化趋势,从而判断变压器的绝缘是否受潮。如果变压器绝缘受潮不及时处理其绝缘性能会进一步恶化,甚至出现击穿现象。因此,对油浸式变压器绝缘受潮后须即刻采取措施进行处理。
1.影响电力变压器绝缘性能的因素
1.1温、湿度因素
电力变压器是油、纸绝缘,在不同温度下其油、纸中含水量也不同。一般情况下,温度升高,纸内水分要向油中析出;温度过低,纸则吸收油内水分。所以,温度较高时,变压器内绝缘油的微水含量较大;反之,微水含量就小。因此,国际电工委员会(1EC)认为A级绝缘的变压器在80~140C温度范围内,温度每增加6℃,变压器绝缘有效寿命降低的速度就会增加一倍,因此运行温度的高低是影响变压器绝缘老化的关键因素。另外,湿度也是影响变压器绝缘体的主要因素,当绝缘油中存有微量水分时,就会使绝缘体受潮,绝缘体受潮就会导致设备损坏甚至危及人身安全。
1.2 油保护方式因素
变压器油中的含氧量与油保护方式密切相关,氧的作用会加速绝缘分解反应。油的保护方式不同,使CO和CO2在油中分解和扩散状况不同。一般情况下,开放式变压器CO的体积分数不大于300x10,密封式变压器,由于油面与空气绝缘,使CO和CO2不易挥发,所以其含量较高。
另外,雷电过电压和短路电动力也是影响电力变压器绝缘性能的因素。
2.引发电力变压器绝缘受潮的主要原因
在影响电力变压器绝缘性能的因素中,受潮是常见原因,作为变压器的运行维护人员和管理者必须了解和掌握电力变压器的绝缘结构、材料性能、工艺质量、维护方法及科学的诊断技术,并进行优化合理的运行管理,才能保证电力变压器的使用效率、寿命和供电可靠性。
电力变压器受潮的原因较多,除了制造处理工艺、运输、安装及保管过程不善的因素以外,设备投入使用后维护和管理不当也是主要因素,当电力变压器长期吸入潮湿空气造成油质和绝缘材料的受潮或者因水份直接浸入也会导致变压器绝缘受潮。
2.1 安装与检修引发受潮
安装变压器时,其绝缘体表面是干燥的,但变压器在排氮过程中要与空气进行置换,由于空气相对潮湿,其界面的潮气从高浓度向低浓度扩散,因此造成绝缘件表面受潮;在对变压器进行真空注油时,破坏了部件密封的完整性,会出现漏气现象,由于局部汽流速度快,漏点水汽凝结,因此潮气也会通过绝缘油进入变压器体内导致绝缘体受潮;当对电力变压器检修时,因变压器本体暴露在空气中时间过长,也会导致变压器受潮。
2.2 密封不良引发受潮
由于运行变压器的油温一般较高,且热油的渗透力特别强,热油通过密封不良的地方渗漏出来,当遇到阴雨天气时,变压器表面骤然冷缩,雨水会通过表面渗透点滴进变压器内,久而久之,吸进去的水分越来越多就会引起变压器内部绝缘受潮。究其原因是因为变压器的某些部位或部件密封不严造成的,起初会引起绝缘体表面受潮,久而久之,会造成变压器故障。
3.电力变压器绝缘受潮分析
油一屏障绝缘是电力变压器的主绝缘体,它由绝缘纸板和变压器油组成,这二者受潮都会使变压器受潮。绝缘电阻、吸收比、介质损耗、泄漏电流等是判断变压器绝缘是否受潮的重要考核指标。如果绕组绝缘电阻降低,吸收比小,直流泄漏电流和介损增加,则可判定变压器受潮;如果绕组绝缘电阻大,吸收比大,介损也较小,则可判定变压器运行良好。当然在具体分析变压器是否受潮时,还要结合多项试验数据和历史数据进行综合对比分析,才能分析其变化趋势。一般讲,绝缘良好的变压器应具备以下条件:即绝缘电阻、介损、泄漏电流试验数据与历史数据相比不应有明显变化;吸收比(10—30℃)不低于1.3或极化指数不低于1.5;在20℃ 时66~220KV电压等级变压器tg8不大于0.8% ,35KV及以下tg8不大于1.5%。
4.变压器绝缘受潮的处理措施
一旦确定油浸式电力变压器绝缘受潮,就可结合既得数据和实际情况,立即采取措施区别情况进行处理。
4.1 安装与检修引发受潮的处理措施
这种情况引起的受潮可采用干燥空气机产生干燥空气与变压器内部的氮气进行置换,以保持在安装或检修的过程中都有干燥空气进行补充;当外部空气温度高于变压器温度时,在吊罩前须对变压器本身进行加热,大约在10℃左右;如果空气温度接近或低于变压器温度,可以进行吊罩检查。
4.2 密封不良引发受潮的处理措施
对于呼吸器的油封须加强日常维修与保养,干燥剂应保持干燥;对于密封性能较差的老式套管,应采取改造的方法,并定期进行密封检查,杜绝水分进入器身;对于密封不良造成渗漏油的零部件,须及时维修或更换,对于出现的渗漏点及时予以焊补。上述的补救措施也可在停电的情况下再进行一次密封检查,确保安全。
4.3 变压器进水受潮的处理措施
对于变压器因进水受潮可采用在线或离线两种处理措施。
4.3.1在线处理措施
这种处理方法是利用变压器正常运行时产生的空载损耗和负载损耗作为变压器干燥处理的发热源,由于变压器绝缘纸中的水分逐渐渗入到变压器油中,这时可利用在线滤油装置除去变压器油中的水分,来完成绝缘油的脱气和脱水过程。在线处理的优点是加热均匀、停电时间短,不易造成变压器绝缘损伤;其缺点是,受潮严重时处理效果不太明显。
4.3.2离线处理措施
离线处理是将器身进行加热达到排潮的目的。这种方法有烘焙、油箱铁损、热油喷淋等方法。烘焙处理方式因其干燥效果不太理想已逐渐被淘汰。现普遍采用的是高真空热油循环喷淋干燥法。其步骤是先把变压器内的油放净,用备用油做为干燥媒介,然后将干燥用油加热到105±5℃,用油泵把油送进油箱,利用特殊喷嘴的作用将其变成雾状并喷向变压器绝缘体,待温度升高后水分蒸发掉,其中一部分被真空泵抽走,一部分雾状油沿器身带到箱底,由滤油机排出。干燥过程结束后,须把干燥用油从箱底全部排出,再用变压器油冲洗器身和油箱,经过吊芯检查后再进行真空注油。这种方法优点是,其干燥效果明显,特别是高真空热油循环喷淋干燥法更是可靠易行,但其缺点是停电时间长,会造成变压器绝缘的非正常老化。
5.结论
绝缘性能是否良好是检驗电力变压器质量最主要的指标,在运行中,由于变压器某些部位或部件密封不严,出现表面渗漏油等,将会导致变压器受潮。如果变压器深度受潮,则采用热油喷淋真空干燥法效果较好。这种受潮处理措施对设备要求低、工序简单,适合现场使用。
随着我国变压器制造工艺水平的不断提高,变压器在密封性能上有了很大改进,器体受潮现象在不断减少,但在安装、检修工艺还存在着一定的差距,因此做为电力系统的检修人员对于变压器进水受潮应引起足够重视,并采取正确的措施进行处理,以保证变压器的正常运行,确保供电安全。
参考文献:
1、咸日常,大型变压器铁心接地故障的综合判断与现场处理[J],变压器,2010年12期
2、路长柏,超高压电力变压器主绝缘试验研究与分析[J],绝缘材料,2011年05期
3、彭磊,基于综合诊断方法的变电站设备状态检修系统的研究[D],华北电力大学(北京),2012年01期