油浸式电力变压器的规范安装与内部放电故障预防

朱晓南

【摘 要】大型变压器的安装是一项复杂的系统工程，涉及的工艺和技术较多，安装过程中任何一个小失误都可能影响到日后的安全运行。而真空注油及热油循环的过程费时、费力，往往容易被操作工忽视，本文着重分析了大型油浸式变压器安装过程中的真空注油及热油循环这一难点环节，分析这个安装环节对变压器内部放电故障预防的重要性。

【关键词】变压器；安装；真空注油；故障

变压器是系统中关键设备之一，它的正常运行是整个系统安全、稳定、可靠运行的基本保证。随着电网电压等级的升高和容量的增加，大型变压器发生故障的概率变得越来越高。如何降低发生故障的概率，是我们每个安装团队应该认真思考和研究的问题。而对于大型油浸式变压器而言，其安装过程中一个非常小的失误，也会给变压器的安全运行带来极大的隐患，在后期运行过程中这些安全隐患就会暴露出来，轻则停电处理，重则会引发意想不到的事故。因此，了解、熟悉大型油浸式变压器的安装操作规范，严格按照操作规程操作，对提高系统的供电可靠性具有重要的现实意义。

大型变压器在到达施工现场时的安装主要包括，本体就位，散热片密封试验，附件安装（套管式电流互感器的安装、高压套管的安装等等），真空注油及热油循环，整体密封试验、高压侧中性点安装、二次电缆敷设及安装等。近年来，大型变压器的安装是一项复杂的系统工程，涉及的工艺和技术较多，安装过程中任何一个小失误都可能影响到日后的安全运行[1]。而真空注油及热油循环的过程费时、费力，往往容易被操作工忽视，本文着重就795MVA（220kV）的大型油浸式变压器的真空注油及热油循环这一环节进行分析讨论，分析这个环节对变压器内部放电故障预防的重要性。

1 真空注油、补油

1） 打开各组件、附件（不包括波纹管式储油柜）与本体之间所有的阀门，关闭所有放气阀；抽真空时，严密监视并记录油箱的变形情况，其最大变形量不得超过油箱壁厚的两倍。真空滤油机有防止突然停止或因误操作而引起真空泵油倒灌的措施。2）抽真空之前排除氮气，对整个变压器抽真空，真空度要求小于133 Pa（帕斯卡），且该真空度维持8小时以上，方可进行注油。3）注入变压器的绝缘油性能符合GB-50150规定要求。注油过程中，所有外露的可接地部件及变压器外壳和滤油设备都应可靠接地。4）注油速度在2～5Ton/h之间，注油温度保持在50℃左右（45℃～55℃）。5）注油高度最低要浸过全部绕组和铁轭绝缘件，大约需要注入240吨变压器绝缘油，因此注油时间要50个小时以上。6）拆除注油管将注油口密封，此时还要继续抽真空，并在规定真空度下维持8小时以上。

2 热油循环

为去除绝缘油的含气量和排除安装过程中器身绝缘表面吸收的潮气，注油完毕后还必须进行热油循环。热油循环的过程如下：1）关闭冷却装置与本体之间的阀门，然后接通热油循环系统的管路，通过真空滤油机进行热油循环，使热油从油箱顶盖上端的Φ80蝶阀进入油箱，从油箱底部的Φ80蝶阀流回真空滤油机。2）在循环过程中，真空滤油机脱气室内的真空度维持小于50 Pa，滤油机加热脱水缸中的温度维持在在65℃左右（60℃～70℃范围内）。3）热油循环的时间要同时满足：a）不小于48小时；b）不小于三倍变压器的总重量/通过滤油机每小时的油量。4）循环结束静置24小时后取油样化验要求符合规定要求。

3 大型油浸式变压器的安装难点

实践表明，大型油浸式变压器的安装难点是恢复变压器的绝缘，集中体现在规范处理变压器的绝缘油上[1]。因为在变压器的安装过程中对绝缘油处理不好，就会增加绝缘油中的气体、水分、杂质和纤维等，它们会影响绝缘油的电气性能[2-4]。油浸式变压器在运行期间的内部故障又分为热故障和电故障[2]。电故障通常就是指变压器内部在高电场强度作用下，造成绝缘性能下降或裂化的故障，而这类故障以局部放电引起的居多[2]。而引起局部放电的原因主要包括：1）受外界环境条件影响，如真空度控制不合适，绝缘油处理不净，当变压器绝缘油中存在气泡或者空穴，由于气体的介电常数小于绝缘油，其耐压强度远远低于绝缘油，这样在气隙中就容易引起局部放电。2）绝缘油中水分、纤维等杂质也是造成局部放电的主要原因。由于水的介电常数大于绝缘油，在电场作用下，水分等杂质首先被极化，被吸引到电场最强的地方，容易造成局部放电的击穿[2-4]，导致绝缘油的耐电强度降低。水分的存在还会与绝缘油中的氧化物杂质形成稳定的络合物，会使绝缘油的介电损耗增加[2-4]。3）金属部件或电极之间的接触不良而引起的局部放电，也将会形成恶性循环，最终导致设备的击穿或损坏。显然，这些局部放电的原因与变压器安装过程的严格把控有重大关系。因此，在安装过程中既要注意变压器器身的清洁处理，又要保证变压器绝缘油的清洁处理。

4 大型油浸式变压器器身的清洁处理

1）一般变压器是充氮运输，在到达施工现场后，变压器器身不应该先破氮，而应该打开本体连接冷却器的盖板，待密封塔和真空蝶阀的锈迹和油垢等杂质全部清理干净后，方能组装冷却器。在这个过程中，施工人员要特别注意对变压器本体的氮气压力表进行监视，如果发现氮气压力下降要立即补充氮气。

2）大型油浸式变压器都是在户外安装，施工现场很难选择无风、无雨、无雪的晴朗天气，因此，为了确保变压器器身的洁净度，可以采用如下方法：零部件的内检和安装尽量在晴朗风小的白天进行，安装到傍晚就结束。每次收工前都要密封油箱上的手孔、人孔和未装零部件的法兰孔。夜晚停工时，真空泵要连续开动（开动时间应超过白天变压器器身在大气中暴露的时间），尽可能地排除器身在白天工作时所吸附的潮气。

3）注油排氮。对绝缘油的性能进行测试，确保各项指标均合格后，将绝缘油从变压器邮箱的下部注入，迫使氮气从邮箱的顶部的放气口排出，注入油量的最低高度要浸过全部绕组和铁轭绝缘件，注油结束后，拆除注油管将注油口密封。

4）热油循环。如果变压器的吊芯检查发生在相对湿度和大气温差大的天气，可以采用热油循环法。使用热油循环法时，空气露点由施工现场的温度和相对湿度来确定，然后将变压器器身的温度慢慢上升到55℃左右（确保器身的温度同时高于空气露点温度和周围环境温度），避免绝缘表面受潮。

5）抽真空脱水脱气。由于大型油浸式变压器的安装是在室外进行，从内检到全部元件的安装完毕往往需要几十个小时，因此所有和变压器绝缘油接触的零部件，都需要和器身一起进行真空处理，以消除其表面吸附的水分和气体，只有这样才能保证变压器的正常运行。一般要求真空度小于133Pa以上保持24小时以上。

5 大型油浸式变压器绝缘油的清洁处理

前文所述，影响绝缘油电气性能的杂质主要是水分、气体和纤维等。目前是通过真空滤油机过滤的方式来对绝缘油进行处理。作为变压器的安装人员，需要深入了解真空滤油机的工作特性，才能更好的完成真空注油和热油循环过程，保证变压器的顺利、可靠地工作。真空滤油机是通过油泵将绝缘油送入油机系统，然后经加热器加热后送入过滤器，绝缘油经过过滤器净化后进入脱气罐，在一定的真空度和一定温度的条件下，绝缘油中含有的微量水分将会被气化，最后绝缘油经过高精度的过滤器除去杂质后得以排出。在对绝缘油进行过滤时，滤油机的温度要控制在60℃左右，操作时间一般应超过24小时[5]。采用滤油机过滤时，影响绝缘油洁净度的主要因素是滤油机的质量，如果使用质量较差的滤油机，过滤环节中还可能导致绝缘油的分解而引入新的杂质，因此务必要选用质量过关的滤油机才能保证绝缘油的洁净度。因此，在大型油浸式变压器的安装过程中，严格检查真空滤油机的质量是保证变压器安装质量的前提。

6 结语

大型油浸式变压器在高电压的电站中有着广泛的应用，其安装水平的高低已经成为企业技术能力和发展潜力的重要标志，对安装工程的施工人员提出了更高的要求。为了保证油浸式变压器可靠的运行，延长变压器的使用寿命，在大型油浸式变压器的安装中，绝缘油的清洁和器身的清洁是主要的难点，而绝缘油的清洁往往是容易被忽视。本文结合笔者的工作经验，着重对绝缘油的清洁和可能存在的电气隐患进行了讨论，希望能给同行提供有益的借鉴。

【参考文献】

[1]陈嘉裕.浅谈变压器安装的工艺与质量通病的处理[J].科技信息，2011（2）：53-54.

[2]孙绪臣.油浸式变压器内部放电故障分析[J].煤矿机电，2010，5：47-49.

[3]贾辉，贾勇，王志勇.油浸式变压器绝缘受潮故障分析和处理[J].吉林，2009，37：41-43.

[4]王伟，曲文韬，杨承龙，等.油浸式变压器固体绝缘老化检测技术的应用[J].电气技术，2010，10：39-42.

[5]陈建平.大型油浸式变压器的安装规范性问题的研究[J].有色设备，2012，4：58-60.

[责任编辑：田吉捷]