主变绝缘油的采集及试验探讨

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:杨华樱
[导读] 摘要:针对主变绝缘油在智能电网建设当中的重要性,文章主要分析主变绝缘油性能、取样方式的选择、试验进行简要阐述,针对试验环节使用色谱分析、微水量分析等,从而进行电气强度试验。
        (陕西省地方电力(集团)有限公司宝鸡供电分公司  陕西宝鸡  721000)
        摘要:针对主变绝缘油在智能电网建设当中的重要性,文章主要分析主变绝缘油性能、取样方式的选择、试验进行简要阐述,针对试验环节使用色谱分析、微水量分析等,从而进行电气强度试验。对变压器绝缘油的采集,能够及时发现变压器内部存在的故障情况,对绝缘油进行分析,发现不正常运行工作状态,同时提出预警,进行分析,意义非常重大。文章对其进行分析,详细探讨了变电器绝缘油的采集与试验过程,以期望为相关行业的发展带来理论参考。
        关键词:变压器;绝缘油;采集;试验分析
        目前我国正在大面积建设智能电网,智能电网建设不断深入发展,变压器在电网当中发挥的作用非常明显,因此人们针对性研究了变压器的具体运用。油绝缘系统在充油电气设备当中,起到了绝缘、冷却、灭弧等作用,油绝缘系统的采集、试验是验证主变电器绝缘性能优劣程度的重要方式、关键手段。为保证电网运行安全可靠,相关单位与企业必须定期对绝缘油进行针对性试验分析,检查其物理性能、化学性能等。
        1.主变压器绝缘油的取样
        1.1 选择取样方式
        主变压器绝缘油的采集方式、取样方法是否正确,决定了试验结果是否准确,决定了是否可以验证变压油的真实性能。在实际取样过程中需要重视对绝缘油的采集、取样。工作人员在这个过程中需要重视对样本的选择,选择出真正具有代表性的样本之后,需要盛装在容器当中,因此也需要重视取样容器的选择,同时选择什么样的方式取得样品也很关键,这里主要分析样本选择。
        选择样本的目标是为了进行试验、检测与分析得到人们想要的结果,样本选择一定要符合设备提油的提升。按照国家标准,GB/T7597- 2007《电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法》当中对样品选择做出了规定。在具体操作过程当中,如果没有做出特殊要求,正常情况下都选择在被试设备底部通过取样阀来采集表样。而且也应该注意不在循环不充分、位于设备死角位置取样。在整个取样过程当中,周围环境应该处于封闭状态,外部空气不应该的与油体混合,油样在采集之后,应该放置在遮光处保存。
        1.2 取样容器的选择
        样本采集之后应该选择遮光性能强、密封性能良好的容器设备来存储,在取样过程中,如果项目对密封性能要求比较高,需要使用注射器来取样。如果要进行特殊性试验,比如进行颗粒度试验,应该采用专用容器来取样。在采样容器当中,如果采样不合理则应该装满油,同时将其放置在干燥防尘的地方做好存储。再次使用之前,应该使用专门的试剂来彻底清洁容器,这一类清洁试剂有汽油、皂液、磷酸三钠等,容器在清洗之后,直至不呈现出碱性,而且清水能够直接从瓶中均匀下流为止。在清洗干净之后,一定要烘干再冷却,然后再次进行密封,直到再次取样之前打开,否则不允许开封。
        1.3 取样方式的选择
        取样方式在整个试验过程中是非常重要的环节,取样一定要保证真实,而且可以反映出油样的性能情况,因此整个过程一定要的避免外部水分、灰尘、杂质等的存在影响到样本质量。首先在:①从放油阀取样的时候需要保证放油阀是干净、干燥的,在擦拭干净之后,剔除这个环节当中存在的杂质。之后放出约2Kg之后再进行取样,取样之前一定要保证取样容器处于彻底清洁的状态下,之后才可以正式取样。② 如果试验分析不在取样现场进行,则应该运输样品。在这个环节,应该使用干净柔软的软布来遮盖瓶塞,之后使用绳子扎住,避免外界对其形成污染。如果样品需要长途运输到底目的,则需要使用指定物质来保护样品,比如外部使用石蜡、火漆等封好,在上面粘贴好样品标签,标注好日期、来源、外界条件等各种信息。
        2.样品的试验与分析
        2.1 色谱分析
        在实际运行过程中主变绝缘油会受到氧气、温度、电场等不同外界因素的影响,样品在受到影响之后,性能会逐渐变化,这些变化通过色谱、微水含量、含气量等表现出来。
        色谱分析技术主要是通过测量变压器当中已经被溶解的含气量,通过分析绝缘油的实际情况判断其中可能存在的故障情况。色谱分析技术是使用任何烃类气体产生速率随温度变化而变化的过程,分析变压器当中绝缘油油品、成分、含量,能够判断变压器油可能存在的隐患。电弧与局部过热都是导致变压器故障的主要原因,通过色谱分析技术来分析变压器内部组分气体、温度之间的关系,发现变压器内部存在的隐患,该技术的使用具有分析效能高、速度快、样品用量少等等优势。在实际使用过程中,不同变压器油故障气体与产气量也不同,因此运用色谱分析技术来判断变压器油故障,该技术方便准确。绝缘油液当中物理特征包括外观、颗粒度、色谱等。变压油是从石油当中分离出来的一种矿物油,含有多种烷烃、环烃饱和烃等。当变压器绝缘油内部存在老化和变质之后就会逐步分解出少量烃类气体,比如甲烷、乙烷、乙烯等,随着变压器油温度不断升高,变压器油当中就会出现这些气体,导致隐患程度加深,产生气体含量也不同,因此运用检测来判断气体含量,也就可以判断出变压器绝缘油的性能。
        2.2微水含量分析
        对微水含量的定义是低于1000ppm的低含水量,低含水量对变压器油会产生很大影响。其中影响变压器绝缘介电强度的因素有水分、温度、杂质等,这是主要因素。在变压器绝缘油当中水的存在方式主要有三种:溶解水、悬浮水、沉积水。溶解水会增加有的酸度导致变压器内油变得氧化稳定,导致油质老化影响设备的运行。变压器微水检测主要是通过对采样的变压器的油使用卡尔费体试剂法、库伦法来检测。这种检测精度非常高,但是存在一定的污染可能性,而且检测试剂必须要现场配置使用,无法实现监控。当前智能电网建设不断发展,变压器在线进行微水检测的技术越来越多,并且在发展的过程中逐渐成为主流因素,其中包括主流技术趋势,比如红外光谱法、谐振腔微扰法等,还要诸多新技术运用在其中。
        2.4 电气强度
        电气强度也是检测变压器绝缘油介质强度的重要方式,如下图:
 
        图1  电气强度试验
        在试验当中,调压器为T1 ,有KA为回路过流保护、T2为被试变压电气。在试验过程中,变压器油电气击穿强度试验主要包括几个方面:①试验前样品温度基本上接近室温,样品被倒入到被试容器之前,应该颠倒几次来混合油样,但是不应该出现气泡。被试样品的沿着杯壁、玻璃棒等注入到容器当中,放置其中等待约15min,在等待的过程中,等待油样品中因为倾倒产生的气泡完全逸出之后才开始进行试验。②合上回路之后接通电源进行升压试验,逐步将电压升高达到3000V/s,直到达到绝缘油电介质击穿强度之后产生明显的火花放电,此时记录油击穿的瞬间内的电压数值即击穿电压。再得到数值之后反复测试六次,取六次的平均值作为的最终的结果。
        结语:
        综上,绝缘油当前已经被广泛运用到诸多大型电力设备当中且发挥了重要作用,在实际的使用过程中除了做好绝缘油的采集和试验之外,还应该重视维护、保养,从而为大型电力设备的实际运用提供良好的基础。
        参考文献:
        [1]国标GB/T7597- 2007《电力用油(变压器油、汽轮机油)取样方法》
        [2] 许梦素, 莫付江, 陈惠,等. 基于回复电压法的变压器油纸绝缘状况的等效仿真分析[J]. 绝缘材料, 2018, 01(v.51):76-80.
        [3] 郭跃东, 郭丽华, 郭小娴. 主变压器本体绝缘油耐压降低的原因分析及处理[J]. 电世界, 2020, v.61;No.711(05):38-39.
        [4] 冯玉辉、高超、代金良、于福洲. 某核电厂主变压器绝缘油中氢气含量异常的分析与处理[J]. 变压器, 2020, v.57;No.600(09):82-84.
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