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原因分析導致變壓器絕緣電阻下降、變壓器油tan值增大的因素很多。然而根據現場實際情況,此次變壓器吊罩檢修過程中變壓器油基本未變,補油量也不多,各項指標在變壓器吊罩檢修前又都在高位。因此判斷影響因素主要集中在水分、極性雜質及現場處理設備上。
油中水分的影響變壓器吊罩檢修前油試驗數據試驗根據現場情況,在能導致變壓器絕緣電阻嚴重下降的因素中,當時認為受潮的可能性大。在變壓器吊罩的前2天,當地連續下雨,濕度很大,吊罩當天,空氣濕度為70,雖滿足《電力設備預防性試驗規程》(DL/T596-1996)規定(空氣相對濕度在65~75之間時變壓器鐵心暴露在空氣的時間不得超過12h,空氣相對濕度超過75時,不宜進行吊罩檢修),但已經接近要求上限。依此判斷,立即投入真空濾油機進行24h不間斷濾油。至6月22日再次對變壓器絕緣電阻進行測試,結果R15為1700M,R60為2000M,R60/R15為1.18.雖有回升,但與變壓器吊罩前數據相比,差距還是很大。同時測得變壓器油中水的質量比為9mg/kg,與6月18日測得的數據相比變化不大,可以判斷水分不是主要影響因素。
檢修設備因素從不難看出,變壓器回油前后,油中水分并無增加,同時從主變真空濾油前后的色譜試驗數據看,此真空濾油機效率符合要求。主變真空濾油前后色譜試驗數據L/L分析項目體積比
在變壓器吊罩時發現變壓器底部有大量油泥及其他雜質(這也是其鐵心對地電阻不合格的原因),檢修人員雖按規程操作工藝進行清掃、沖洗,變壓器鐵心對地電阻處理也合格,但不能排除變壓器底部很多死角中還存在一些油泥及其他雜質,在變壓器回油后被帶出并溶入變壓器油中,導致變壓器絕緣電阻下降。開始,在真空濾油機后面串聯了1臺壓力濾油機。通過幾天的不間斷真空過濾、凈化處理,試驗測得油的含水量很小,而油的tan值(90℃)不降反升,實踐證明直徑大多在10-6~10-4mm之間的溶膠粒子,能通過一般濾紙,所以經過二級真空濾油機及串聯壓力濾油機處理不能使其濾出,其tan值(90℃)也降不下來。為此,在壓力濾油機中換裝了帶吸附劑的特種濾板,對絕緣油過濾吸附處理,效果顯著。7月14日測量變壓器絕緣電阻,其中R15為12200M,R60為16500M,R60/R15為1.34.變壓器油tan值(90℃)下降至0.05.所以,可以確定此次變壓器絕緣電阻不合格,變壓器油tan值增大的原因就是變壓器油溶入直徑為10-6~10-4mm溶膠雜質。
油中溶膠雜質的來源及對變壓器油的影響油中溶膠雜質的來源變壓器在出廠前殘油或固體絕緣材料中存在著溶膠雜質;在安裝或大修過程中也有可能再次溶入溶膠雜質;在運行中還可能產生溶膠雜質。
溶膠雜質對變壓器油的影響變壓器油的介質損耗因數主要取決于油的電導,可用下式〔1〕表示:tan=(k/f)式中:k為系數,取1.8×1012;體積電導系數;介電常數;f為電場頻率。由上式可知,油的tan正比于體積電導系數,油中存在溶膠粒子后,由電泳現象引起的電導系數,可能超過介質正常的幾倍或幾十倍,因此,tan值增大。
變壓器油中由于存在極性物質和帶電膠體,在電場作用下引起泄漏電流及功率損失,而油介質損耗因數是一個表征在交流下功率損失大小的參數,可用于判斷變壓器油的劣化和污染程度。一般來說,合格新油中極性雜質含量甚少,其介質損耗因數小于0.5(90℃),但當油氧化或過熱引起劣化,或混入其他雜質時,隨著油中極性雜質或帶電膠體物質含量增加,油介質損耗因數會隨之增大,甚至可達10以上。合格變壓器油注入變壓器內,可能對設備內的某些絕緣材料如橡膠、油漆及其他有關材料具有溶解作用,形成某些膠體雜質,也會引起油介質損耗因數上升,即存在所謂的“相溶性”問題。未經試驗的混油也可能導致油介質損耗升高,同時變壓器油介質損耗異常超標時常伴有絕緣電阻下降現象。
處理過程變壓器油中的水分與大顆粒雜質,一般采用真空或壓力濾油機即可過濾處理好。對于上述被膠質類溶膠雜質污染的變壓器油,應采用凈化吸附處理法。
常用的現場吸附方法有2種:一種是硅膠(白土)過濾吸附處理,另一種是吸附濾板凈化處理。第1種方法耗費人力、物力較多,還產生大量污染環境的廢渣,且凈化處理的速度較慢。第2種方法是以特制濾板和高效微粒吸附劑為原料加工組合成吸附濾板,它集吸附和過濾于一體,是一種多重分離作用的新型組合凈化材料。當被凈化的變壓器油垂直通過濾板表面時,首先將變壓器油中的機械雜質分離出來,而后變壓器油在壓力作用下與吸附劑充分接觸,變壓器油中的老化物、膠體、微生物細菌、水分等各種異物大多被吸附,變壓器油經過濾紙層將污染物及吸附劑分離,從而達到凈化變壓器油的目的。此種方法效果好、見效快、經濟實用,在采用中濾油管路連接方式如所示。
濾油管路連接方式吸附濾板在70℃時吸附效果較好,因此首先通過真空濾油機將變壓器油循環加熱,當真空濾油機進口溫度升至65℃~70℃后,暫停濾油,并迅速將壓力濾油機中普通濾紙換裝吸附濾板,換裝時注意吸附濾板夾裝在中間,兩邊各放5張普通濾紙,每隔6~8h更換一次吸附濾板和濾紙,且每8h取一次油樣進行監測。
通過上述方法經24h不間斷處理,效果顯著,測量變壓器絕緣電阻,其中R15為12200M,R60為16500M,R60/R15為1.34.變壓器油簡化試驗數據。
從以上試驗及跟蹤數據可以看出,因處理方法針對性強,可以證明此次變壓器吊罩檢修后主變絕緣電阻不合格、變壓器油tan值異常增大是變壓器油中溶入了直徑在10-6~10-4mm之間溶膠雜質感染所致,由于此次處理效果非常好且很徹底,運行至今一切正常。