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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
作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-26 19:38:44

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,造成人力和物力的浪费,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。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 
 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
(℃) 
1  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 
2  132.6  1.98  28  90  133.6  1.63  35  90 
133.6  1.19  40  90  _  _  _  _ 
3  133.7  1.97  27  90  133.5  1.89  34  90 
4  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,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 
1  4.7  1.4  0.574  0.59 
6  0.24  0.25  0.35  0.32 
1  4.91  1.95  0.93  0.86 
8  0.89  0.10  0.11  0.07 
1  6.04  1.4  0.59  0.575 
6  _  _  0.14  0.64 
8  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%。

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。

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