分享变压器油介损值增大的原因分析
时间:2024-09-29 来源:科创星光
变压器油在电场作用下引起的能量损失称为油的介电损耗。变压器油的损耗通常在特定条件下测量,并表示为介电损耗角正切tgδ。测量绝缘油的介电损耗角正切可以灵敏地反映绝缘油在电场、氧化、阳光和高温等因素影响下的老化程度。它还可以灵敏地检测绝缘油中含有水分或其他杂质时产生的极性杂质和带电胶体物质逐渐增加等现象。因此,绝缘油的TGδ测试是一项重要的电气特性测试。变压器油的介电损耗可由以下方程式表示:
tgδ=1.8×1012γ/εf
式中γ—体积电导系数;ε—介质常数;f—电场频率。
1.油中的溶胶杂质
变压器出厂前的残油或固体绝缘材料中有溶胶杂质。在安装过程中,它们可能会再次浸入溶胶杂质中(如使用黑色橡胶管),操作过程中也可能产生溶胶杂质。据调查,原变压器油运行一段时间后油介电损耗增加的主要原因是变压器原油制造商对油品管理混乱,变压器残油回收利用不当,导致含溶胶杂质的残油混入变压器原油。油中存在溶胶后,电导率可能会超过介质正常电导率的几倍或几十倍,导致油的TGδ值增加。
2.油质老化
油老化会导致酸值增加、粘度降低和油界面张力降低。但目前,大多数油介损高的变压器都是那些长时间没有运行的变压器,老化引起的油介损增加相对较少。
3.油质感染
微生物和细菌感染主要是由安装和维护过程中苍蝇、蚊子和细菌的渗透引起的。由于污染,油中含有水、空气、炭、有机物、各种矿物质和微量元素,这些构成了真菌生物生长、代谢和繁殖的基本条件。变压器运行时的油温适合这些微生物的生长,因此温度对油中微生物的生长和油的性能有重大影响。一般来说,冬季的介质损失系数相对稳定。由于微生物富含蛋白质及其固有的胶体特性,微生物对石油的污染实际上是微生物胶体的污染。微生物胶体携带电荷,这会影响油的电导率并增加电导率损失。要确定变压器油介电损耗的增加是否是由这个原因引起的,可以通过油的生物分析来确定。当油温在50-70℃范围内运行时,介电损耗的相对增加相对较快。
4.油中的水分
对于纯油,当油中的含水量较低(如30-40μg/L)时,对油的TGδ值的影响并不显著,只有当油中含水量较高时。当油中的含水量超过60μg/L时,其介电损耗因子急剧增加。
5.硬件结构
从变压器制造结构来看,一些变压器制造商从减少变压器漏油的角度取消了油净化器(热虹吸管),减少了漏油点。虽然变压器油目前通过油枕内的胶囊或隔膜与外部空气隔离,但可以说它是一个完全密封的变压器。但笔者认为,去除油净化器(热虹吸管)对变压器油介电损耗的增加有一定的影响。或者,在变压器上安装油净化器(热虹吸管)更有利于绝缘油质量的稳定性,可以在变压器运行过程中“吸出”绝缘内部的水分,提高绝缘的电气性能,减缓绝缘中水分的增加。因此,在没有安装油净化器(热虹吸管)的情况下,变压器油的介电损耗增加可能是原因之一。
6.生产工艺
目前,一些变压器已经超过或增加了介损标准。一个重要原因是,一些制造商在出厂时故意降低变压器的介电损耗值,以缩短绝缘部件的干燥时间。通过提高过程中的干燥温度(一般为110℃,但有些厂家将干燥温度提高到150℃左右),虽然去除了绝缘部件中的冷凝水和吸附水,但也破坏了绝缘部件的化学成分。运行一段时间后,油介电损耗会增加,因此造成的油介电损失增加难以处理。目前,尚未证实变压器制造商是否故意提高干燥温度来处理绝缘元件。因此,无法确定变压器油介电损耗的增加是否是由这个原因引起的。这就要求我们在变压器监督阶段要特别注意变压器的干燥过程。如果变压器油介损的增加是由于变压器内部绝缘部件的化学成分损坏造成的,则只能退回工厂进行处理。
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