一、對運行中的變壓器油進(jìn)行監測的意義
電力變壓器在電力系統中起著(zhù)舉足輕重的作用,由于各方面的原因,近年來(lái)變壓器絕緣缺陷在我國電力系統中頻繁地發(fā)生,在這些絕緣缺陷中變壓器油的缺陷占據了較大的比例,如色譜異常、油介損超標等。這些缺陷跟蹤和消缺周期長(cháng),處理難度大,嚴重地威脅著(zhù)系統的安全。變壓器油的質(zhì)量直接影響變壓器的安全運行,主要起到絕緣、散熱和消弧作用。而通過(guò)適時(shí)油液監測,可準確獲取設備的潤滑狀態(tài)和故障先兆信息,以采取必要措施,消除隱患,即“防患于未然”,從而預防重大事故的發(fā)生,保證設備安全運行,降低設備維護費用。同時(shí),對設備在用變壓器油主要理化性能進(jìn)行定期跟蹤監測,及時(shí)發(fā)現設備用油的劣化程度,可以合理確定換油時(shí)機,實(shí)行按質(zhì)換油,避免在定期換油下難免存在的因換油過(guò)晚和過(guò)早造成變壓器設備早期損壞和變壓器油浪費的現象。
二、運行中的變壓器油監測指標異常的危害分析
1、水分:水分是變壓器油的重要性能之一,因為水的存在會(huì )影響到油品電氣性能,如介質(zhì)損耗因數和擊穿電壓,此外,水的存在還會(huì )促進(jìn)油品老化,從而導致電器設備可靠性和使用壽命下降。
2、運動(dòng)粘度:在變壓器中變壓器油作為絕緣和傳遞熱量的介質(zhì), 要求選擇合適的粘度以保證油品在長(cháng)期運行中起到理想的冷卻作用,選擇合理的低溫粘度以保證變壓器在停止運行再啟動(dòng)時(shí)能安全工作。 粘度過(guò)大影響傳熱,反之工作安全性降低。
3、酸值:是變壓器油的一項重要指標。變壓器油中酸值的大小從一定程度上反映了油的精制深度和氧化的程度。在變壓器油的運行過(guò)程中,不可避免地與油接觸,同時(shí)油溫升高,變壓器等電氣設備中的銅、鐵等金屬以及各種纖維都會(huì )加速空氣中氧對油的氧化過(guò)程,酸值是判斷油是否能繼續使用的一項重要指標。我國電力系統規定變壓器油酸值大于0.1mgKOH/g時(shí),需進(jìn)行處理或換油。
4、PH值:一般未用過(guò)的(新的)變壓器幾乎不含酸性物質(zhì),其酸值較低,PH值在6~7范圍內,PH值主要用來(lái)表示絕緣油水溶性酸的指標。根據我國現場(chǎng)調查情況,模擬試驗以及相關(guān)實(shí)驗室內老化試驗結果的油分析,對運行中變壓器油一般酸值大于0.1mgKOH/g,PH值等于或小于4.0時(shí)變壓器運行油析出油泥的可能性增加,反之則變壓器油可基本保證變壓器良好可靠地工作,當酸值升到0.2mgKOH/g以上或PH值低于3.8時(shí),油質(zhì)劣化顯著(zhù),會(huì )有較多油泥產(chǎn)生,因而對運行油規定PH值應大于4.2。
5、擊穿電壓 :擊穿電壓也是評定絕緣油電氣性能的一項指標,可用來(lái)判斷絕緣油含水和其他懸浮物污染的程度,以及對注入設備前油品干燥和過(guò)濾程度的檢驗。運行中油的擊穿電壓低是變壓器工作危險的信號。對于變壓器油,國內外標準中規定擊穿電壓一般在40-50kV,高的達60kV甚至更多。
6、閃點(diǎn):閃點(diǎn)是保證變壓器油在貯存和使用過(guò)程中的一項安全指標。尤其對運行中變壓器油的監督,閃點(diǎn)是一項不可缺少的項目。對于新充入設備及檢修處理后的油,測定閃點(diǎn)可以防止或發(fā)現是否混入輕質(zhì)油品。對于運行中變壓器油,閃點(diǎn)低表示油中有揮發(fā)性可燃物產(chǎn)生,這些低分子碳氫化合物往往是由于電器設備局部故障造成過(guò)熱,使絕緣油高溫分解產(chǎn)生的。因此,可通過(guò)測定閃點(diǎn)及時(shí)發(fā)現電器設備嚴重過(guò)熱故障,防止由于油品閃點(diǎn)降低,導致設備發(fā)生火災或爆炸事故。
7、介質(zhì)損耗因數:通過(guò)測定介質(zhì)損耗因數,來(lái)判斷變壓器油的老化程度。介質(zhì)損耗因數對老化產(chǎn)物非常敏感,在油的氧化產(chǎn)物甚微,用化學(xué)方法尚不能覺(jué)察時(shí),介質(zhì)損耗因數就已能明顯的分辨出來(lái)。因此,介質(zhì)損耗因數的測定是變壓器油監督檢驗的常用手段,具有特殊的意義。
8、體積電阻率:變壓器油的體積電阻率同介質(zhì)損耗因數一樣,可以判斷變壓器油的老化程度與污染程度.油中的水分、污染雜質(zhì)和酸性產(chǎn)物均可影響電阻率的降低。
9、油泥:此法是檢查運行油中油泥尚處于溶解或膠體狀態(tài)下在加入正庚烷時(shí),可以從油中沉析出來(lái)的油泥沉積物。由于油泥在新油和老化油中的溶解度不同,當老化油中滲入新油時(shí),油泥便會(huì )沉析出來(lái),油泥的沉積將會(huì )影響設備的散熱性能,同時(shí)還對固體絕緣材料和金屬造成嚴重的腐蝕,導致絕緣性能下降,危害性較大,因此,以大于5%的比例混油時(shí),必須進(jìn)行油泥析出試驗。
三、開(kāi)展變壓器油監測工作可帶來(lái)的預期效果
1、為設備管理人員制定臨時(shí)停機維修計劃、大維修計劃提供科學(xué)依據,實(shí)現設備的狀態(tài)維修,既能及時(shí)檢修處理設備的故障隱患,避免重大惡性電力事故的發(fā)生,又能有效地延長(cháng)設備的大修期,從而獲得經(jīng)濟效益。
2、開(kāi)展定期油液監測,能及時(shí)發(fā)現設備的潤滑隱患,實(shí)現設備的視情換油,從而通過(guò)延長(cháng)設備的換油周期,節約用油費用來(lái)獲得經(jīng)濟效益。
四、油液監測項目、監測周期、取樣數量一覽表
表1:運行中變壓器油質(zhì)量標準GB/T 7595
序號 | 檢驗項目 | 檢測周期 | 試驗方法 | 最少樣品量/ml |
1 | 外觀(guān) | 目測 | 100 | |
2 | 水溶性酸(pH值) | (1)交接時(shí)(2)大修時(shí) (3)每年1—2次 | GB/T 7598 | 50 |
3 | 酸值 | (1)交接時(shí)(2)大修時(shí)(3)每年1—2次 | GB/T 264 | 20 |
4 | 閃點(diǎn)(閉口) | (1)交接時(shí)(2)大修時(shí)(3)每年1—2次 | GB/T 261 | 100 |
5 | 水分 | (1)交接時(shí)(2)大修時(shí)(3)每年1—2次 | GB/T 7600 | 50 |
6 | 界面張力 | (1)交接時(shí)(2)大修時(shí)(3)每年1—2次 | GB/T 6541 | 50 |
7 | 擊穿電壓 | (1)交接時(shí)(2)大修時(shí)(3)每年1—2次 | GB/T 507 | 600 |
8 | 介質(zhì)損耗因數 | (1)交接時(shí)(2)大修時(shí)(3)每年1—2次 | GB/T 5654 | 200 |
9 | 體積電阻率 | (1)交接時(shí)(2)大修時(shí)(3)每年1—2次 | GB/T 5654 | 200 |
10 | 油泥與沉淀物 | 故障診斷時(shí) | GB/T 511 | 100 |
11 | 析氣性 | 故障診斷時(shí) | GB/T 11142 | 20 |
12 | 腐蝕性硫 | 故障診斷時(shí) | SH/T 0804 | 100 |
13 | 油中顆粒度 | 故障診斷時(shí) | DL/T 432 | 100 |
14 | 油中溶解氣體組分含量色譜分析 | 故障診斷時(shí) | GB/T 17623、 GB/T 7252 | 200 |
注:1~9項是常規油液監測項目
五、采取油樣的要求
1、采取油樣工作必須由受過(guò)專(zhuān)門(mén)訓練有這方面經(jīng)驗的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行;
2、油樣瓶為500—1000毫升具磨口塞的玻璃瓶,事先經(jīng)過(guò)洗凈和烘干(最后須用蒸餾水洗凈);
3、油樣瓶應貼標簽,注明設備名稱(chēng),采樣日期,采樣人姓名,氣候,溫度等情況;
4、對色譜試驗,應采用注射器進(jìn)行采樣(故障診斷時(shí)需用);
5、變壓器采樣時(shí)應從下部采樣閥門(mén)處采樣,采樣前閥門(mén)要先用干凈抹布擦凈,再放油沖洗干凈,并放油沖洗油瓶至少兩遍,然后直接將油注入樣瓶中(中間不得使用膠管、濾紙或其他容器,工具等過(guò)渡),必須將樣瓶注滿(mǎn),不得留有空間,然后再用瓶塞蓋緊,清掃干凈后貼上標簽;
6、套管取油樣較困難,因此可從套管頂部使用抽子塑料管(或膠管)取樣,但不能一種工具多個(gè)套管取樣共同使用,以免影響測試的正確性;
7、取樣時(shí),采樣瓶與被采油樣設備的油溫相差不應大于3~5℃,特別是冬天要預先把變壓器內的熱油注入樣瓶?jì)仁怪疁責?,然后把油倒出,并立即采油樣裝滿(mǎn)樣瓶。從戶(hù)外拿進(jìn)戶(hù)內的盛滿(mǎn)油的油樣瓶,應當塞緊并保持3~4小時(shí),直到其溫度與室溫相等以后,方可打開(kāi)瓶塞;
8、油樣的數量詳見(jiàn)表1、表2。
六、開(kāi)展變壓器油監測工作的基本流程
1、新油的驗貨檢驗:對新油進(jìn)行檢驗驗收,確定新油品質(zhì)是否符合設備使用要求,新油的檢驗項目見(jiàn)下表。
表2:變壓器油(新油)GB 2536
序號 | 檢驗項目 | 試驗方法 | 最少樣品量/ml |
1 | 外觀(guān) | 目測 | 100 |
2 | 密度 | GB/T 1884和GB/T 1885 | 600 |
3 | 運動(dòng)粘度 | GB/T 265 | 60 |
4 | 傾點(diǎn) | GB/T 3535 | 60 |
5 | 凝點(diǎn) | GB/T 510 | 50 |
6 | 閃點(diǎn) | GB/T 261 | 100 |
7 | 酸值 | GB/T 264 | 20 |
8 | 水溶性酸或堿 | GB/T 259 | 20 |
9 | 擊穿電壓 | GB/T 507 | 600 |
10 | 介質(zhì)損耗因數 | GB/T 5654 | 200 |
11 | 界面張力 | GB/T 6541 | 50 |
12 | 水分 | SH/T 0207 | 50 |
2、運行中變壓器油的監測:制定油液監測方案,確定采樣方案,由專(zhuān)人負責采樣,嚴格按照取樣規程取樣,確保樣品的代表性。
3、寄送樣品:將樣品快遞郵寄至檢驗機構。
4、接收報告:檢驗機構通過(guò)傳真、電子郵件與快遞的方式傳遞給委托方指定的設備管理人員。
5、現場(chǎng)跟進(jìn):設備管理人員根據油品檢測報告及現場(chǎng)具體情況,加強對所監測變壓器的管理與維護,確保變壓器的運行可靠與降低維護保養成本。