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尼纳斯石油(上海)有限公司

业务包括:基础油、变压器油、环保轮胎油、化学工艺添加油等...

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变压器油在线状态处理综述
发布时间:2016-04-26        浏览次数:1462        返回列表
 本文综述了采用状态维护的方法,提出变压器本体油状态维护处理技术的先进性,及带来的巨大经济效益和社会效益是不容置疑的技术发展方向。

  1 概述

  变压器被看为输配电系统中最关键的设备,但是变压器在运行中长期经受电气、机械、化学和环境的影响。变压器油也同样受到这些影响,这些综合因素必然导致变压器油的某些技术指标不能满足变压器安全运行要求。通常我们是在停电(离线)情况下对变压器油作预防性试验,对不能满足变压器安全运行要求的某些变压器油指标,只能在离线情况下分别进行处理,使变压器油不合格的一些指标恢复正常。虽然预防性试验在我国电力系统中发挥了巨大作用,但是这种按时间表监测维护的方法具有一定缺陷,不仅设备的缺陷不能即时发现,既浪费人力和财力又不能完全达到预期的效果。首先是要停电,这就要安排停电计划,不能即时处理;另外,主要缺陷是在停电情况下检测出变压器油的技术指标,不能真实反映带电情况下变压器油的技术指标。更不用说实时发现问题实时处理,以避免变压器事故的发生。状态(在线)监测和状态(在线)处理就由此应运而生。

  综述全新的变压器油维护方法是变压器油的状态处理方法,它能对变压器油进行状态监测和状态处理,在对变压器油进行状态处理后,变压器油的指标能迅速恢复达到新油的标准,把这类装置长期安装在变压器上可延长变压器的使用寿命,既能节约和降低供电管理和运行成本,又提高了变压器的安全运行水平。

  2 状态维护的技术要求和方法

  2.1 在线滤油过程中遇到的障碍和困难

  一是由于增加的监测传感器,额外电路系统和控制系统,与离线滤油相比电力系统会增加额外费用。但是,就大多数情况来说,由系统所增加的成本只等于维护成本和停电浪费成本的一小部分。

  二是由于保护复杂性和所有监测系统的增多增加了实现在线状态维护的困难。

  三是一些在线滤油机在安装时需要对变压器作一些改动。由于在线滤油是新的领域,其结果需要时间才能显示出它的魅力,在推广应用过程中还会遇到传统观念的挑战。

  2.2 对变压器在线滤油装置的要求

  2.2.1 工艺要求:适当的温度和真空

  变压器油在线处理装置采取的工艺都是对油进行真空加热处理,使其达到我们所希望的目的。但是,若真空太高,在脱气的同时也把油中有益的一些自然成份和人工放入的添加剂一起排出去,会造成对油永久的伤害;若真空度太低,又不能把油中有害气体排出。另外,若加热的温度过高,会对油的特性产生永久性的破坏;若温度太低,又不能把油中的水分排出。所以,我们应该在油处理工艺时采取适当的温度和真空。

  2.2.2 质量要求:处理的结果应能达到新油的标准

  变压器油在线处理就是脱气、脱水和过滤,油中的气体和杂质应当是尽量地排出去,它们的含量越少对变压器越有利。

  但是,对油中的水份就不能认为越低越好,因为变压器的绕组不能过度干燥,若绕组过度干燥的话,绕组中的绝缘会收缩变脆,变压器绕组上的夹件会因此失去夹紧力,这样绕组在外应力的作用下,如:变压器绕组受到短路时,短路应力会使绕组产生变形,这是我们不希望看到的结果。所以,油中的水量应保证不低于5ppm。

  2.2.3 安全要求:保证变压器的稳定和安全运行

  在变压器油处理过程中,油处理装置绝对不能在本身的处理过程中产生有害的气体。如甲烷、乙炔等,这样是对变压器很不利的,会对变压器的安全运行带来不利的后果。另外,油处理装置的运行过程中更不能引起变压器的所有保护发出信号,甚至引起跳闸,发生安全事故,这也是绝对不能允许的。

  再者,油处理装置运行中要保证油的流动不会在变压器内产生油流带电的结果。

  2.2.4 油稳定性的要求:保持油的特性的稳定性

  变压器油经过在线装置的处理后油的品质应该达到相对长期的稳定性。虽然高真空和高温度的处理装置能够在短期内达到很好的效果,但是对变压器油的特性造成了不可逆转的伤害,所以很快油质又会变坏。为了保持油的特性的长期稳定性,油处理装置要做很多工作,来达到这个要求。

  3 变压器油状态处理过程中应保障安全的措施

  一是在线滤油装置必须有可靠的流量控制装置,避免油局部流速过大而产生摩擦静电等不安全因素。

  二是滤油机出口应配置有出油阀或逆止阀,以防临时紧急停机因虹吸作用发生跑油,影响储油柜的正常油位。

  三是滤油机出油管应连接至储油柜处阀门,不应连接至箱体处阀门,以防气泡一旦进入变压器后,在通过变压器内部高电场区域时产生局部放电,同时避免带气泡油流进入气体继电器,发出不必要的信号;将气体继电器由“跳闸”改投至信号位置,以防带电过滤时产生气体引起误动。开始净化时,如发现轻瓦斯保护动作信号,可放掉气体继电器内的气体,不停止循环净化。

  四是变压器油的真空脱气处理比较彻底,而油液有较强的吸气性能,导致储油柜内油液吸气量较平时正常运行大得多,为此,应临时更换较大的呼吸器,以满足变压器带电滤油时储油柜吸气量增加的需要。

  五是滤油机启停操作时,要根据变压器储油柜油位正确控制回油阀和进油阀,确保储油柜、滤油机真空脱气灌油位在正常运行位置。

  4 变压器油状态(在线)处理维护方法

  变压器内的水分约99%存在于固体绝缘中,只有约1%的水分溶解在油中。但是,整个变压器内部油-纸绝缘结构中各自的水分含量并非保持平衡,随着温度的变化,绝缘材料中水份和油中水量之间始终存在一个动态平衡过程。当油的温度降低时,油中水分将被绝缘材料吸收,使绝缘材料中含水量增加;当油的温度升高时,使绝缘材料中的水分将向油中转移,此时进行油的脱水处理降低油中的水份含量,也就是达到降低绝缘材料中的水份含量,如此循环达到降低绝缘材料和变压器油中水份含量的目的。这些处理过程编制成软件可以由计算机程序控制处理装置的运行方式,实现处理装置的遥控和遥测。   5 应用状态处理变压器油维护方法所带来的效益

  5.1 社会效益

  一是延长设备停电检修周期,缩短停电检修时间,提高设备可用系数和电网供电质量。

  二是通过减少变压器废油排放量,创建绿色电网。

  三是装置的高度自动化和自治能力的应用能够明显减轻电力职工的劳动强度,促进和谐电网发展。

  四是有效减少变电主设备事故发生率,从而避免大面积停电带来对社会和人民生活影响。

  5.2 经济效益

  由于变压器油的状态处理涉及方方面面,不能详述其应用后的直接经济效益和避免的经济损失,仅以一台500kV等级75万容量变压器停电滤油为例:

  应用变压器在线滤油技术,一相60吨油,按3倍油量180吨计算,滤油机工作效率8吨/小时,需要至少停电22.5小时。如包括倒闸操作和准备时间至少需要主变停电30小时。

  电量损失:75万千瓦时×30小时=2.25×103万度电×0.1元=225万元。

  采用变压器在线滤油技术的应用,与离线滤油相比处理一台变压器,人员费用、设备费用、车辆费用等维护费用至少也要节约几万元/台,每年可以节约近百万元。

  5.3 隐形效益

  状态处理变压器油可以达到延长变压器的使用寿命,节省了投资,既降低了管理和运行成本;又保证了变压器的安全运行。

  状态(在线)处理变压器油明显减轻维修作业劳动强度和工作时间。

  推广这项新的维护方法延长了变压器油的使用年限,同时也减少废变压器油的排放,对节能减排,保护环境也有一定贡献。

  减少停电时间,对提高社会生产力和改善人民生活也有重大意义。

  6 结论

  变压器油的状态处理维护技术是一项比较稳定和成熟的先进技术,但还要经过多台变压器对不同油品进行处理后,再对试验结果经较长时间考验,才能做出全面正确评价,这是良好的开端,预示着状态(在线)处理维护方法在我国有美好的应用前景。