变压器油介质损耗因数异常及处理方法

      

变压器油介质损耗因数异常及处理方法

近几年来,大型电力变压器在安装和运行过程中,多次发现变压器油介质损耗因数tgδ的异常现象,它不仅影响施工进度,造**力和物力的浪费,而且也影响变压器的安全运行。所以是当前变压器的一个突出问题。介质损耗测试仪本节将分析产生异常现象的原因,并指出处理方法。

一、异常现象

大型电力变压器在安装和运行过程中,出现的异常现象主要有:

(1)变压器油介质损耗因数tgδ增大。例如,某台SFPZ7一120000/220型电力变压器,经现场验收合格后,于1993年9月28日投入运行。验收试验结果如表1-26所示。

表1-26 收验试验结果

绝缘电阻(Ω) 

变压器油介质损耗因数

tgδ(90℃) 

测量方式 

1min 

10min 

极化指数 

高压低压及地 

5000 

10000 

2.0 

0.38% 

低压高压及地 

5000 

11000 

2.2 

 介质损耗测试仪变压器投入运行后,满负荷运行,油色谱跟踪试验一切正常,其中1994年6月7日变压器油的tgδ值为0.98%,也满足运行要求。1991年11月21日停电预防性试验时,发现变压器绝缘电阻下降,变压器的tgδ值高达9.77%,其试验结果如表1-27所示。

表1-27 预防性试验结果

绝缘电阻(Ω) 

变压器油介质损耗因数

tgδ(90℃) 

测量方式 

1min 

10min 

极化指数 

高压低压及地 

1240 

1350 

1.09 

9.77% 

低压高压及地 

2779 

3390 

1.22 

(2)变压器油介质损耗因数tgδ值分散性大。例如,某台250MVA、500kV的单相自耦变压器,多次测量其油的介质损耗因数tgδ,测量结果分散性较大,如表1-28所示。

表1-28 250MVA、500kV主变压器的油介质损耗因数tgδ测量结果

油样号 

第一次测量 

第二次测量 

电容量

(pF) 

tgδ

(%) 

加温时间

(min) 

温度

(℃) 

电容量

(pF) 

tgδ

(%) 

加温时间

(min) 

温度

(℃) 

131.7 

2,44 

34 

90 

133.6 

2.17 

40 

90 

131.9 

1.21 

55 

90 

133.6 

1.46 

55 

90 

132.1 

0.70 

97 

90 

133.4 

0.75 

95 

90 

133.6 

0.51 

135 

90 

132.6 

1.98 

28 

90 

133.6 

1.63 

35 

90 

133.6 

1.19 

40 

90 

133.7 

1.97 

27 

90 

133.5 

1.89 

34 

90 

133.7 

1.98 

26 

70 

133.5 

2.81 

14 

90 

133.7 

2.21 

45 

80 

133.4 

2.30 

24 

  

132.4 

1.74 

60 

90 

133.4 

1.89 

29 

90 

再加,某500kV电力变压器,避光取抽样,介质损耗测试仪测得油的tgδ值为4.85%,不避光取油样,测得油的tgδ值则为0.14%。

对同一油样,避光取出之后,及时测试时,tgδ值较高,存放一段时间或者加温、加压测过一次tgδ后,再进行测量时,其tgδ值明显减小。例如,某500kV电力变压器,进光取油样曾测得油的tgδ为1.63%,放置17h后再进行测量,测得油的tgδ值则为0.272%。若光和时间同时作用,油样的tgδ将大大降低,如表1-29所示。

表1-29光和时间同时作用对油tgδ值的影

见光放置无数 

电a(%)(70℃) 

油样A 

抽样B 

抽样C 

油样D 

4.7 

1.4 

0.574 

0.59 

0.24 

0.25 

0.35 

0.32 

4.91 

1.95 

0.93 

0.86 

0.89 

0.10 

0.11 

0.07 

6.04 

1.4 

0.59 

0.575 

0.14 

0.64 

0.34 

0.10 

0.11 

0.08 

(3)变压器油介质损耗因数tgδ值超标、分层。例如,某合90MVA、220kV电力变压器,由于在安装过程中多次放油,使变压器绕组表面受潮,引起整体绝缘性能下降。因此对该变压器进行真空热油循环干燥处理。在处理过程中,当热油循环的油温上升到30℃以上时,变压器油的介质损耗因数tgδ明显上升,油温升到80~85 ℃时,油的tgδ达到规范规定值的10倍以上,而且油箱上部油的tgδ大(静放时为15.146%),油箱下部油的tgδ小(静放时为0.102%)。再如,某合90MVA、220kV电力变压器,在上部和下部分别取油样,测得的tgδ值上部为5.20%,下都为8.63%。

介质损耗测试仪产生异常现象的原因

1.油中侵入溶胶杂质

变压器在出厂前残油或固体绝缘材料中存在着溶胶杂质,注油后使油受到一定的污染;在进行热油循环干燥过程中,循环回路、储油罐内不洁净或储油罐内有被污染的残油,都能使循环油受到污染,导致油中再次侵入溶胶杂质。

溶胶具有以下特性:

(l)粒子能通过滤纸,扩散极慢;普通显微镜下看不见。

(2)粒子与介质之间有分界面,各成一相,并持有足够大的界面自由能。由于界面自由能有一个自发的减少过程,所以势必引起粒子自动聚结,粒子自动合并,由小变大,当粒子直径大10-7m时,体系即转变为粗分散系(通常把一种物质细分成或大或小的粒子,分散在另一种物质中所形成的体系)。所以溶胶在热力学上是处于非平衡的不稳定状态。

(3)溶胶具有一定的动力稳定性,即胶粒处于不断的运动状态,不能从分散质中分离出来。分散度越大,粒子越小,动力稳定性越大;分散相和分散介质密度差越小,动力稳定性也越大。实际上胶粒有一个沉降平衡过程,即粒子因重力而沉降,使容器底层浓度加大,而粒子的扩散是使全部浓度趋于一致,当这两个过程所起的作用相等时,分散体系在各水平面上的浓度,保持某一固定数值。

(4)由于溶胶热力学上的不稳定性,胶粒迟早要经过聚结交大,使分散度降低,胶粒动力稳定性减弱。当粒子大小超出胶体范围时,粒子的布朗运动就克服不了重力作用,而从介质中沉出,这种现象叫做聚沉。所以从理论上说,经聚结而聚沉是溶胶体系的必然发展趋势。

溶胶动稳定性大,发展聚沉的时间就长,动稳定性小时,介质损耗测试仪在几分钟之内即可聚沉。许多因素如光、温度、电场等作用能加速聚沉。

(5)由于溶胶具有很大的界面和界面自由能,所以有吸附某些物质而降低界面能的趋势。溶胶粒子常常选择吸附作为稳定剂的电解质的某种离子,而其表面带有电行。带电的溶胶粒子在外电场作用下有作定向移动的现象,被称为电泳现象。液体介质的电泳的电导
介质损耗测试仪-上海日行电气有限公司专业生产!!

上海日行电气有限公司    地址:上海市宝山城市工业园城银路555弄18号楼14层1A88号    邮编:200082
电话:021-65411255 021-65410977    传真:021-65351917
沪ICP备09009265号-2