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新鄉市永輝工業股份有限公司(前身新鄉市永輝工業有限公司)

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淺析變壓器油顆粒度及處理措施

  【摘要】對超高壓變壓器來說,油中固體顆粒對其絕緣強度的影響越顯突出。混入油中的固體顆粒懸浮在油中并隨油流流動,在高壓電場作用下不斷運動,聚集在場強較高處,容易因極化定向排列成雜質“小橋”,形成絕緣的薄弱環節,引起局部放電超標甚至造成絕緣擊穿。對于超高壓變壓器生產制造企業來說,首先重視新油(指經真空濾油后,注入變壓器油箱前的油)的清潔度,其次重視生產過程中產品清潔度的控制,如果產品清潔度控制不理想,注入油箱中合格的變壓器油會被污染,造成油中顆粒度超過限值要求。分析雜質顆粒的來源、性質、數量、危害,對制定有效的控制和處理措施很有幫助,從而提高產品的可靠性。

  【關鍵詞】超高壓變壓器 固體顆粒 控制措施 
  1 顆粒的來源與檢測 
  混入油中的雜質顆粒主要是纖維、碳及金屬雜質,其來源有以下三種途徑: 
  (1)變壓器油精制、裝桶、運輸過程中混入的雜質; 
  (2)變壓器制造和裝配過程中混入的雜質。如車間空氣中粉塵對器身的污染、絕緣材料加工時因摩擦產生的碎末、導線換位焊接和引線焊接打磨脫落的金屬粉末、緊固結構件因摩擦產生微小碎屑等; 
  (3)變壓器運行過程中產生的雜質;油泵和分接開關觸頭等機械部件因磨損、腐蝕產生的金屬雜質、絕緣材料熱老化產生的雜質、內部放電牽扯固體絕緣材料產生的雜質等。 
  由此可見,顆粒雜質主要為纖維、碳化合物和金屬雜質。 
  我公司采用激光顆粒計數儀對500kV超高壓變壓器用油進行油中顆粒度的檢測。激光顆粒計數儀的原理是當油樣以恒定的流速通過測試區時,被與油流方向垂直的狹窄激光束照射,油中顆粒使激光散射,光強發生變化,散射光通過透鏡聚焦后由光敏二極管檢測,光敏二極管產生的脈沖的幅值與顆粒直徑相對應,脈沖數目代表著顆粒數。傳感器主要在515μm1525μm2550μm50100μm以及大于100μm范圍內對油中顆粒進行檢測。每個油樣測量3次,并取平均值。按照DL/T1096-2008 《變壓器油中顆粒度限值》規定,500kV變壓器油顆粒控制在:投運前(熱油循環后)100mL油中大于5μm的顆粒數小于2000個。實踐總結,注入油箱后油中雜質顆粒直徑主要分布在50μm以下。 
  2 油中顆粒雜質的影響 
  2.1 降低油的擊穿電壓 
  纖維是極性介質并且易吸潮,很容易沿著電場方向極化定向而排列成小橋,使油隙在較低的工頻電壓下發生擊穿。根據文獻1模擬實驗可知,油中水分基本接近的條件下,油中顆粒數增加,油的擊穿電壓下降。 
  2.2 引起油介質損耗因數tgδ%的增大 
  金屬粒子本身為活性帶電離子,有電導的傾向,在施加交流電壓的條件下,金屬離子能激活周圍的烴分子產生游離基團,使這些基團在電場中做定向運動,從而使油介質損耗因數值升高。 
  2.3 降低內部絕緣件性能 
  隨著油在變壓器內部循環,時間久了,顆粒雜質會吸附在鐵心表面,造成鐵心絕緣電阻降低;還會吸附在紙板等絕緣材料表面,增加爬電或閃絡的可能;金屬顆粒甚至會與油中腐蝕性硫產生活性硫化物腐蝕匝絕緣引起匝間短路。 
  3 減少油中顆粒雜質控制措施 
  (1)對進廠油進行全面檢測,除了檢測油的擊穿電壓和介質損耗因數的同時,增加油中顆粒度的檢測;注入變壓器油箱之前,進行濾油工序。 
  (2)對生產過程中的關鍵過程和特殊工序的降塵量進行測量和控制; 
  鐵心車間:鐵心橫剪區域和鐵心疊裝區域,降塵量≤15mg/m2d)。 
  絕緣車間:絕緣件刷膠粘合區域、絕緣件冷粘合區域及絕緣件存放區域。非機加工區域降塵量≤15mg/m2d),其中靜電屏制作區域、層壓紙板熱壓區域以及端圈粘合區域將降塵量≤10mg/m2d),且保證室內微正壓。 
  線圈車間:絕緣件存放區域、線圈繞制區域及線圈套裝區域,降塵量≤15mg/m2d)。 
  裝配車間:絕緣件存放區域、半成品裝配區域(器身套裝及引線裝配)和總裝配區域,降塵量≤15mg/m2d),且保證室內微正壓。 
  (3)提高工廠的工藝水平和操作人員操作水平,如引線裝配時減少磷銅焊工藝,多使用冷壓工藝;對人員經常進行培訓并加強管理等。 
  4 油顆粒度超標處理措施 
  超高壓變壓器要求真空注油,油箱真空度要不大于133Pa,所以對油進行過濾處理的同時要保證真空度。我們采用真空濾油機來對油進行處理,因為真空濾油機有精過濾功能的同時也能保證真空度。 
  我們只考慮直徑大于5μm的顆粒,因為極微小雜質顆粒對油電氣性能影響不大[1]。真空濾油機標稱油量12000L/h,粗過濾濾芯5μm,精過濾濾芯2.5μm 
  4.1 冷循環過濾 
  如果油顆粒度超限值不多,建議首先采用冷循環過濾。即關閉真空濾油機的所有加熱器,變壓器油的循環狀態為上進、下出,起到沖洗器身的作用。真空濾油機的濾油速度控制在7t/h左右,對油箱內油進行1遍循環過濾后,從箱壁上的油樣活門用凈化瓶取油樣,檢測油顆粒度。 
  4.2 熱循環過濾 
  330kV以上變壓器真空注油工序完成后一般都會要求進行熱油循環,變壓器油的循環狀態還是為上進、下出,啟動真空泵和循環油泵,3分鐘后啟動加熱器,將濾油機出口溫度控制在5560℃,濾油速度不宜過快,控制在5t/h左右,每隔12小時取一次油樣化驗,根據檢測結果來確定是否延長熱油循環時間。 
  根據處理經驗,對絕緣油反復進行2遍循環后,油的顆粒度指標滿足要求。
日期:2018-9-29 閱讀:1734次
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