徐家擎華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠

500kV變壓器油介質(zhì)損耗超標(biāo)的處理

徐家擎
華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠

變壓器油介質(zhì)損耗增大的現(xiàn)象在鄒縣電廠機(jī)組運(yùn)行中多次出現(xiàn)，本文對(duì)其原因進(jìn)行了分析，并在此問(wèn)題的處理方法上進(jìn)行了一定的研究?？偨Y(jié)制定出的經(jīng)驗(yàn)與方法，使變壓器油的介質(zhì)損耗問(wèn)題在短時(shí)間內(nèi)得到了很好的解決，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

變壓器油；介質(zhì)損耗；藥粉濾紙；串聯(lián)利用

1 前言

鄒縣電廠500kV升壓站出線鄒魯線（鄒縣—魯中），在對(duì)其并聯(lián)電抗器進(jìn)行油化驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，油品的介質(zhì)損耗因數(shù)超標(biāo)，嚴(yán)重影響了安全運(yùn)行。隨后聯(lián)系電抗器生產(chǎn)廠家前來(lái)處理，采用真空濾油機(jī)進(jìn)行油過(guò)濾循環(huán)，但介損值無(wú)明顯下降。由于當(dāng)時(shí)線路不允許長(zhǎng)時(shí)間停電，又迫于無(wú)法找到更好的解決辦法，最后只能采取更換全部電抗器油的辦法。

雖然更換新油解決了此項(xiàng)問(wèn)題，但所花費(fèi)成本巨大，并且廢油的處理帶來(lái)了大量資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。我們經(jīng)多方面研究匯總，總結(jié)制定出一套新的高介損油處理方案。為驗(yàn)證新方案效果，遂決定對(duì)鄒魯線電抗器更換下來(lái)的高介損油品進(jìn)行過(guò)濾處理試驗(yàn)。本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際處理情況，淺談一些自身的經(jīng)驗(yàn)和方法。

2 介損升高的原因分析

介質(zhì)損耗是指變壓器油在交變電場(chǎng)作用下，引起的極化損失和電導(dǎo)損失的總和。油介質(zhì)損耗是檢測(cè)變壓器油好壞的一種有效手段，介質(zhì)損耗因數(shù)可以用下式表示：tgδ＝1.8×1012γ／εf；

式中γ—體積電導(dǎo)系數(shù)；ε—介質(zhì)常數(shù)；f—電場(chǎng)頻率。

由上式可知，油的介質(zhì)損耗因數(shù)正比于電導(dǎo)系數(shù)γ，因此分析油介質(zhì)損耗因數(shù)超標(biāo)的原因，也應(yīng)主要從分析絕緣油的電導(dǎo)系數(shù)γ入手。主要有以下幾種：

（1）雜質(zhì)的影響。變壓器在安裝過(guò)程中油品或固體絕緣材料中存在著塵埃等雜質(zhì)，運(yùn)行一段時(shí)間后，膠體雜質(zhì)漸漸析出，并由小變大，當(dāng)超出膠體范圍時(shí)因重力作用而沉積，從而導(dǎo)致介損值增大。

（2）微生物污染的影響。變壓器微生物細(xì)菌感染主要是在安裝和大修中細(xì)菌類(lèi)生物浸入所造成的。由于微生物都含有豐富的蛋白質(zhì)且其本身就有膠體性質(zhì)，而微生變壓器物膠體都帶有電荷，所以電導(dǎo)損耗也增大。

（3）金屬離子的影響。變壓器本體銅金屬構(gòu)件的磨損或腐蝕、繞組銅導(dǎo)線嚴(yán)重過(guò)熱或燒損等都會(huì)使銅離子溶入到油中，使變壓器油中銅離子濃度增高，導(dǎo)致介損的升高。

（4）含水分的影響。變壓器等電器設(shè)備的制造過(guò)程中絕緣材料雖經(jīng)干燥處理，但其深層仍殘留水分；另外，變壓器固體絕緣材料和變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，由于變壓器油氧化熱裂解生成機(jī)酸和水，這都將導(dǎo)致油中水分超標(biāo)。

電抗器生產(chǎn)廠家現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理時(shí)，使用真空濾油機(jī)去除了其中的水分，而油介損并無(wú)明顯變化，由此可見(jiàn)引起介損升高的原因是另外三類(lèi)物質(zhì)的增多。

這部分物質(zhì)，其直徑都在10-7m～10-9m之間，能通過(guò)普通過(guò)濾，因此處理由這種原因引起的油介損增大問(wèn)題，我們采用了一種滲濾再生處理法。

3 處理過(guò)程及效果

本次我們采用真空濾油機(jī)和紙板式濾油機(jī)相串聯(lián)、藥粉濾油紙和紙板濾油機(jī)相結(jié)合的方式，同時(shí)將盛有廢油的兩油罐串入整個(gè)回路，其具體過(guò)程如圖一。

過(guò)程①：油從油罐一出來(lái)，進(jìn)入真空PALL濾油機(jī)，利用二級(jí)真空裝置使油中的水分和氣體分離出來(lái)，并將油溫加熱至70℃左右，使油介損表現(xiàn)得更加充分。同時(shí)為保證整個(gè)油過(guò)濾過(guò)程再無(wú)其他膠體進(jìn)入，嚴(yán)禁在各連接部位使用橡膠管路，此次我們采用抗高溫抗腐蝕的聚氯乙烯管有效的避免了此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生。

過(guò)程②：真空濾油機(jī)出來(lái)的油進(jìn)出油罐二，油罐二對(duì)整個(gè)油的循環(huán)過(guò)程起到緩沖作用，有效控制了兩種濾油機(jī)的油速，避免了不同油流對(duì)真空濾油機(jī)和紙板濾油機(jī)的沖擊傷害。

過(guò)程③：進(jìn)入滲濾再生處理階段

此次我們利用藥粉濾油紙進(jìn)行滲濾處理，該濾油紙形狀及大小與普通濾油紙相同，所不同之處就是濾油紙中間有一層皺紋紙，皺紋紙內(nèi)有絲棉，絲棉摻夾著白色粉沫（一種新型高效吸附劑，對(duì)膠體微粒和金屬離子有很好的吸附性能）。紙板濾油機(jī)中每次放32張，油溫控制在70℃。開(kāi)始時(shí)由于介損較大，雜質(zhì)較多，每隔2 h更換一次藥粉濾油紙，待油進(jìn)行第二遍過(guò)濾時(shí)，更換濾油紙的時(shí)間間隔可延長(zhǎng)至3h。隨著過(guò)濾遍數(shù)的增多，換紙時(shí)間可逐漸延長(zhǎng)。

過(guò)程④：油體再次流入油罐一，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，油在兩罐之間進(jìn)行反復(fù)過(guò)濾、吸附。

在處理油介損問(wèn)題上，我們首次采用真空濾油機(jī)和紙板式濾油機(jī)相串聯(lián)、藥粉濾油紙和紙板濾油機(jī)相結(jié)合的方式。其兩者相互促進(jìn)，互補(bǔ)優(yōu)缺，過(guò)濾的效果比兩者單獨(dú)進(jìn)行時(shí)大大提高。經(jīng)過(guò)近十天的過(guò)濾，驚喜的發(fā)現(xiàn)廢棄油的介質(zhì)損耗因數(shù)達(dá)到重新利用標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明此次過(guò)濾效果非常成功，證明過(guò)濾方案實(shí)用可行。

圖一

4 該項(xiàng)目與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類(lèi)技術(shù)研究的綜合比較

目前處理油介損增大的方法，主要有以下幾種：

（1）真空濾油機(jī)串聯(lián)帶有普通濾紙的紙板濾油機(jī)。可去除油品中的大顆粒雜質(zhì)、水分和氣體，但對(duì)較小的膠體粒子過(guò)濾效果不太明顯。

（2）使用“801”顆粒吸附劑。用真空濾油機(jī)將變壓器油加熱并送到盛“801”吸附劑的油罐中，但為防止吸附劑進(jìn)入變壓器油中,最后還要用濾紙將浸泡后的變壓器油進(jìn)行過(guò)濾。其優(yōu)點(diǎn)是：效果明顯，凈化徹底。缺點(diǎn)是：操作繁瑣，吸附劑配置比例不好控制，易造成二次污染。

（3）使用AL2O3吸附劑。其優(yōu)點(diǎn)是：變壓器各部位油都能得到充分處理，效果明顯。缺點(diǎn)是：其價(jià)格昂貴，且整個(gè)過(guò)程持續(xù)太久,約半年左右才有效果。

與此相比，我們采用的真空濾油機(jī)和紙板式濾油機(jī)相串聯(lián)、藥粉濾油紙和紙板濾油機(jī)相結(jié)合的方法有以下特點(diǎn)：（1）不但能去除雜質(zhì)、水分和氣體，而且較小的膠體粒子也能過(guò)濾掉。（2）方法簡(jiǎn)單，易于控制。（3）經(jīng)濟(jì)實(shí)用，見(jiàn)效快。

5 結(jié)束語(yǔ)

引起介質(zhì)損耗增大的原因有很多，處理方法不唯一，各單位應(yīng)視自己的過(guò)濾設(shè)備條件，對(duì)設(shè)備熟練掌握的程度等因素決定采用何種辦法來(lái)處理。我們采用的方法是一種技術(shù)創(chuàng)新，可以為同行在處理相似問(wèn)題時(shí)提供借鑒與參考，也希望得到同行的批評(píng)指正，讓其不斷完善成熟。

[1]陳天翔,王寅仲編著.電氣試驗(yàn)[M].中國(guó)電力出版社,2005.

[2]董其國(guó)編著.電力變壓器故障與診斷[M].中國(guó)電力出版社, 2001.

徐家擎（1987-），男，山東鄒城人，本科，助理工程師，從事電氣檢修工作。