主变绝缘异常的试验探究

宋雅瑞

摘要：主变是变电站工作中的重要设备，变电站主变绝缘油在正常运行过程中受到外界影响的因素众多，容易出现氧化变质，绝缘油变质老化直接影响到主变的绝缘性能，导致主变出现绝缘异常，影响到变压器的正常运行。文章对某变电站一台110kV主变的主变绝缘异常进行了试验探究，分析了异常问题产生的主要原因是绝缘油老化，并此提出了解决措施。

关键词：主变；绝缘异常；变电站；电力设备；绝缘油 文献标识码：A

中图分类号：TM835 文章编号：1009-2374（2017）10-0210-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.106

变压器绝缘油是变压器的重要组成部分，在变压器运行的过程中，能起到较好的绝缘散热效果，可以说是影响到变压器绝缘性能的主要因素。变压器绝缘油出现质量老化问题，也会造成变压器的绝缘异常，通过对主变绝缘油溶解气体色谱的检测，能找到变压器内部出现的故障信息特征。变压器绝缘油出现质量老化问题会影响到主变的绝缘性能，造成绝缘异常，因此进行试验研究找到问题原因和解决方案极为重要。

1 主变绝缘性能异常问题

某变电站一台110kV主变，是该变电站的主要电力供应来源，工作的环境较为恶劣，电流和负荷都较大，在一次检测中发现这一台110kV主變出现了较为严重的变压器绝缘异常，分析原因发现主要是绝缘油发生异常。由于该110kV主变是变电站主要的供电设备，为了保证变电站正常的运行，需要保证其运行过程的安全稳定，绝缘油的更换有着严格的要求，对其进行了进一步的老化检测项目分析，分析变压器绝缘油是否需要更换处理。

2 主变绝缘性能异常问题诊断

2.1 异常指标分析

变压器绝缘油的理化分析是判断绝缘油质量老化问题的主要依据，更为深入地对异常指标进行分析，可以初步判定主变绝缘油质量老化状况，各个指标的分析结果如下：

2.1.1 酸值。酸值是最能直接反映绝缘油质量老化的指标之一，绝缘油质量良好状况下，酸值较低，绝缘油也较为稳定。主变在变电站正常工作状况下，受到外界因素的影响较大，包括温度、湿度、电场等的影响，会导致绝缘油氧化变质，生成养护产物。运行油的酸值主要是有机酸，这也是所有有机酸的总和，无论是高分子酸还是低分子酸，如果绝缘油中的水溶性酸含量增加，会直接改变绝缘油的pH值，这些水溶酸也会腐蚀绝缘材料和绝缘金属，影响到变压器的绝缘效果，降低其绝缘寿命。酸值也是判断绝缘油是否需要更换的重要指标。在GB/T 7595-2008标准中，认为绝缘油的酸值应该保持在0.1mg KOH/g以下，pH值需要在4.2以上。分析该台110kV主变的酸值超出标准酸值。

2.1.2 腐蚀性硫。腐蚀性硫是包括硫和硫化物在内的物质，会和绝缘油发生反应，生成有害物质，腐蚀绝缘金属或者绝缘非金属，尤其是会腐蚀变压器中的绝缘材料和其他部位的金属。分析近年来变压器内部由于腐蚀性硫出现绝缘故障之后，绝缘油质量老化，进而造成了变压器在正常运行的过程中，变压器内部的固体绝缘材料造成的腐蚀，一旦造成了内部绝缘材料的腐蚀，必须要更换绝缘油。腐蚀性硫也是衡量绝缘油质量老化后对变压器内部固体绝缘材料腐蚀危害的主要指标，分析该台110kV主变的腐蚀性硫，可以看出绝缘油已经具备了腐蚀性。

2.1.3 颜色和油泥。绝缘油在经过较长时间使用之后，绝缘油的颜色会逐渐加深，氧化物和油泥增加，透明度也会下降，也会造成绝缘油质量老化。通过绝缘油中的树脂物质、沥青和染色物质状态，可以分析绝缘油的老化程度。一般来说，全新的绝缘油颜色在0.5以下，绝缘油正常运行状况下保持在3.0以下，而该110kV主变的绝缘油颜色为4.0级，可以看出绝缘油已经处于深度氧化阶段。油泥也是衡量绝缘油是否发生质量老化的指标，绝缘油发生化学反应之后，会生成氧化物，经过反应之后会生成油泥，而油泥会附在绕组绝缘上，影响其正常的散热，会导致固体绝缘局部过热，使得变压器的固体绝缘部位出现明显的氧化，严重影响到变压器的正常使用寿命。通过分析该台110kV主变的油泥可以看出该绝缘油已经出现了质量老化。

2.1.4 界面张力。绝缘油的界面张力也是衡量绝缘油中是否有老化物质的有效方式，绝缘油是由多种烃类物质组成的混合物，在正常运行过程中，会受到温度、湿度、电场等的影响，会导致绝缘油氧化变质，生成酸类和醛类物质。界面张力可以判断绝缘油的老化程度，根据GB/T 7595-2008标准的要求，界面张力应该控制在19mN/m以上，分析该台110kV主变的界面张力，并不符合标准。

2.1.5 介质损耗因数。介质损耗因数也是影响到变压器运行的指标之一，主要是反映绝缘油中的电流造成的功率损耗，进而判断绝缘油的老化状况。根据GB/T 7595-2008标准的要求，介质损耗因数应该控制在4%以下，分析该台110kV主变的介质损耗因数已超出标准要求，判断为不符合标准。

2.2 综合诊断结果

通过对该台110kV主变的综合诊断可以看出，绝缘油确实出现了质量老化，多项衡量指标都不符合要求，需要更换该台110kV主变的绝缘油，确保其绝缘强度，避免由于绝缘油老化出现变压器运行故障。为了保证变压器的正常运行，在更换绝缘油时，需要对变压器内部进行清洗，保证干燥，清除油泥和其他残留物，避免全新的绝缘油进入到变压器中短时间内再次发生氧化反应，影响到绝缘油的使用寿命。

3 主变绝缘性能异常问题处理方案

由于该台110kV主变绝缘油已经出现严重老化，需要停止运行工作，给予更换绝缘油，根据更换绝缘油不同的方式，可以在变电站工作现场进行停机更换，或是将主变返厂更换。如果在变电站工作现场进行停机更换，耗费的时间较少，只要保证天气状况好，空气中湿度较低即可以更换绝缘油，但是可能会出现变压器内部的油泥和其他残留物清除不彻底的状况出现，选择这种方式需要定期进行跟踪检测。如果将主变返厂更换绝缘油，能确保完全清除变压器内部的油泥和其他残留物，全新的绝缘油进入到变压器中短时间内不会再次发生氧化反应，但是耗费的时间较长，而且还会影响到变电站正常的工作，相应的成本也会增加。

综合分析以上两种主变绝缘性能异常问题处理方案，结合某变电站的工作实际状况，对于时间的要求较高，选择第一种更换绝缘油的方案。

4 主变绝缘性能异常问题处理方案的实施

4.1 准备工作

在更换绝缘油之前，首先办理问题处理手续，对该台110kV主变进行检查和数据的记录和更新，协调好该台110kV主变停止工作后这段时间内变电站的工作；然后准备更换材料，包括真空滤油机、油罐、真空泵、密封材料、防火材料、防水材料等；在更换之前做好相应的预防性试验，包括绝缘电阻试验、吸收比试验、直流电阻试验、介质损耗试验、直流泄漏试验等；最后根据《变压器油》（GB 2536-1990）标准的要求，对全新的绝缘油的理化指标进行分析检测，确保新更换的绝缘油理化指标合格。

4.2 排油

经过准备工作之后，对该台110kV主变的绝缘油进行变压器本体处理，处理时间保持在8h。排油处理的操作需要保证在天气状况良好的时候处理，本身主变排油过程对天气、湿度等参数的要求较高，不能将变压器铁芯长时间暴露在空气中，如果空气中响度湿度较大，不能进行排油操作。通过排油操作要尽可能地排出变压器内的残油。

4.3 冲洗

经过排油处理后，需要用全新的绝缘油对变压器内部进行冲洗，冲洗掉变压器内部表面的质量老化绝缘油，冲洗时间保持在4h。在用全新的绝缘油进行冲洗时，尽可能地冲洗掉表面的油泥和其他残留物，冲洗过程需要从上到下进行，需要对变压器内部进行全面的清洗，保证每个部位都能清洗到位。经过冲洗处理后，有效的清除变压器内部的油泥和其他残留物，避免全新的绝缘油进入到变压器中短时间内再次发生氧化反应，影响到更换绝缘油工作的质量。

4.4 真空脱气和注油

利用6000L/h真空净油机对出油装置进行改造连接，控制好真空循环管路，做好封堵工作。在进行真空脱气的工作中，需要先将变压器的绝缘油箱中抽真空到0.02MPa，然后进行继续处理，确保满足真空压力的要求。在真空注油环节需要将注入到变压器绝缘油箱中的全新绝缘油进行过滤加热，然后再注入到变压器绝缘油箱内，进行热油循环，保证时间控制在24h。完成注油和热油循环工作之后，根据油面高度，再次进行调整，将绝缘油补充到稍高油位高度之后，静置36h以上，然后抽取绝缘油樣本进行全面的检测，并进行跟踪检测，分析新注入的绝缘油状态是否发生变化。

4.5 主变绝缘性能异常问题处理结果

在变电站的工作中，主变的绝缘油质量老化问题愈加重视，分析各种理化指标，能确定绝缘油是否出现质量老化，是否需要进行更换，如果出现绝缘异常问题没有及时更换，会严重影响到变压器的绝缘性能，严重影响到变压器的使用寿命。该台110kV主变经过更换绝缘油处理之后，从跟踪检测的指标结果可以看出，更换完绝缘油之后，新注入的绝缘油各项理化指标都保持正常，并没有快速氧化的趋势。

5 结语

综上所述，在主变的试验结果与标准参数对比有较大出入的时候，不能仅仅通过表象就确定问题原因，而是要首先确定试验所用设备无异常之后，根据试验分析数据分布规律，通过全面分析后再做出判断故障的根源。为了防止主变绝缘异常的出现，需要严格按照操作规程操作，无论是运行还是停机期间，都需要保证其状态稳定，做好日常的维护工作，检查绝缘油质量状况，避免出现绝缘异常，尽可能在主变绝缘异常出现之前就做好预防工作。

参考文献

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（责任编辑：小 燕）