变压器油介损升高的原因及处理探讨

变压器油介损升高的原因及处理探讨

姜小燕

特变电工股份有限公司新疆变压器厂新疆昌吉831100

摘要：作为变压器冷却以及绝缘的介质，变压器油的性能好坏直接能够影响变压器自身的绝缘性能。变压器的油耗因素作为一项关键的指标，反应油中泄漏电流所引起的功率损耗，此参数可以判断变压器油的劣化及污染程度。对此参数进行有效控制，是保持变压器安全、稳定、经济运行的一项重要手段。鉴于此，本文就变压器油介损升高的原因及处理展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：变压器油；介损值升高；处理方法

一、介质损耗的定义

通常我们所说的介质损耗主要是针对变压器在运行过程中绝缘油产生的影响，在变压器电流变化时会出现电能损耗。而变压器电能损耗情况也跟变压器的绝缘性能相关，而这一切都是由于变压器油介质损耗因数发生变化的。变压器的高温运行会出现氧化情况，绝缘油中的各种物质受到高温也会产生杂质，这些杂质会对变压器运行产生危害[1]。尤其是长期运行的情况下，介质损耗因数可以较为准确地反映出变压器的运行情况好坏。

二、变压器油介损值升高的原因

1.油老化

油老化现象是指受到外界环境影响，变压器油的组成成分将出现较多的化学变化，随着油层的颜色加深，其富含的有机酸变多，增加了油的离子电导性能，从而使得变压器的油介损值升高。由于现在我们国家的变压器油都通过炼油厂的馏化制取获得，调配少量的T501抗氧化剂，基于此，油老化的速度降低，使得油的介损值升高的速率相应地受到影响。当变压器老化的时间增加，变压器的油量先进行一个短暂的增加，然后再慢慢地下降，最后又继续增大，产生这一现象的原因经过分析可知是由于油在氧化的初期生成了低分子有机酸和过氧化物，受到电场的影响电离最终生成带电荷的离子，使得油介损值升高；伴随着氧化作用的加剧，产生了聚合、缩合反应，由导电性能较好的低分子物质转化成导电性能较差的高分子物质的过程中，变压器油的介损值下降，但在增加了氧化时间后，油里的极性物质变多，从而其介损值又会上升，当油中发现油泥的存在，此时变压器的油介损值达到最大，这一现象的产生极大地影响了变压器的稳定运行。另一种情况是变压器在运行不久后介损快速升高，在进行了换油、过滤吸附等措施后，介损降低但很快出现反弹，再进行几次过滤、吸附操作最终使介损达到稳定状态。将滤纸上的棕黑色颗粒使用核磁共振谱、红外光谱、色谱、质谱的方法分析得知，其主要成分为醇酸树脂，其来源为变压器内部的绝缘漆[2]。为了防止油漆对变压器油介损产生影响，在变压器生产过程中，凡是与变压器油接触的油漆，均需进行变压器油相容性实验，只有相容性没有问题的油漆才可以使用到产品中。

2.混油

不同的油质不能混合使用，采用不同工艺获取得的相同油质也不能混合使用，当两种及以上油质混合后，变压器油介损会升高。在变压器油中掺杂机械油、润滑油等会对介损产生非常大的影响，混油实验见表1。作业过程中，如果需要混油，必须先进行混油实验，根据结果决定是否混合[3]。

表1冲压油、拉伸油、防锈油与变压器油混油实验数据

3.污染

变压器油中混入杂质、金属离子、极性化合物后，将和油质分子形成胶质物，增加电导性，使变压器油介损升高，但其他物理、化学指标无明显改变。这种现象在变压器生产、安装、维护等过程中容易出现。常用金属零件直接浸泡在变压器油中会导致其介损升高超标，同样的零件经表面脱脂除锈磷化处理后浸泡在变压器油中会导致其介损升高但不会超标。在实际作业中，应避免不干净的零件、或有浮尘附着物的零件直接接触变压器油[4]。

三、防范对策和处理措施

1.防范对策

管理层面：①加强变压器投运前的全过程（包括制造、试验、运输、安装等环节）油务监督，切实保证新油质量；②投运后严格按照运行规程更换硅胶，操作瓦斯继电器等。技术层面：①大力推行油色谱在线监测，积极推动状态检修；②适时补加T501等抗氧化剂，以延缓油品老化。

2.应对介损增大的处理办法

（1）换油。步骤依次为：1）放掉旧油；2）用合格油冲洗变压器内部；3）真空注油。该方法节省停电时间，适用于已运行较长时间、油质已严重劣化的变压器。该方法耗费相对较大，且对环保有消极影响，因此不推荐经常使用。

（2）真空滤油。即利用真空滤油机对油进行加热循环。该方法仅能去除油中的机械杂质、水分以及溶解气体，对有机杂质无能为力。

（3）再生处理。分吸附剂法和硫酸/白土法两类。其中，吸附剂法又细分为接触法和渗滤法。接触法指在油中添加吸附剂，然后搅拌再生；渗透法指利用净化器（装有吸附剂）去渗滤油。吸附剂法一般处理介损超标不严重的油。硫酸/白土法是先用硫酸去除多种老化产物，再用白土去除残留，适用于介损超标严重的油。

四、基于110kV变压器的案例

某省1台110kV主变于2006年7月投产，2012年5月对变压器进行周期试验，情况为：击穿电压61.5kV，微水含量5.0mg/L，油色谱H2含量，介损8.233%。可见，主要呈现的问题是介损明显超标（正常要求≤2%）。

原因排查过程：①在变压器套管、储油柜等处未发现进水迹象，说明变压器密封良好，可排除受潮可能。②由油色谱分析可知，油的理化性能良好，说明油未老化。③先后采用真空滤油机和压力式滤油机进行处理，油的介质变化不大，说明引起介损超标的不是机械杂质[5]。④对变压器吊罩，未发现内部脏污及异物。

由上，我们推断影响该台主变介损数值的主要是溶胶类杂质。因此，选择“真空滤油”+“再生处理”相串联的方法来应对。具体来说，就是选用白色粗孔硅胶作为再生剂，让变压器油先经硅胶渗滤，然后进入真空滤油环节。相关参数设置：油温控制在62℃～67℃，真空度设定-0.08～-0.095MPa，再生-净化时间控制为70h。

治理结果：介损由8.233%下降为1.112%，水分由5.0mg/L下降为4.1mg/L，击穿电压由61.5kV上升到64.2kV，其他如界面张力、闪点、酸值、PH值等均有所改善。变压器的绝缘由此得到全面恢复。

五、结语

综上所述，各种杂质均会影响变压器油介损，在生产、安装等各个过程要防止杂质混入变压器油中。当变压器油介损值升高后，应使用真空过滤法、吸附过滤法、带吸附剂的吸附滤板法等方法使变压器油介损值恢复到合格范围。

参考文献：

[1]黎自用，黎大健，陈梁远.变压器检修后油介损异常原因分析及处理[J].广西电力，2017，40(02):33-35+46.

[2]张震.10kV变压器油介损超标的原因分析[J].现代制造技术与装备，2015(05):17-19.

[3]胡湘娥.变压器油介损值超标的原因分析及对策探讨[J].山东工业技术，2015(09):4.

[4]曾华琼.500kv变压器油的介损处理研究[J].科技展望，2015，25(03):81.

[5]曾旭英.主变油介损超标成因及防治措施[J].技术与市场，2014，21(04):61-62.