應用方案
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    電力系統應用 具體描述:

    電力系統中大型變壓器的安全運行具有十分重要的現實意義。隨著我國電力事業的飛速發展、工礦企業電氣化和用電量不斷提高,各種變壓器得到日益廣泛的應用。

    潤滑油是電力設備的血液,對于設備的正常運行,具有相當重要的作用,據統計,約有75%的設備故障是由潤滑不良所引起的。但人們往往容易忽視潤滑油的重要性,對潤滑油的選用和使用不重視,反而更樂于維修和更換零件,使設備的運行成本大大提高。其實正確地選用和使用潤滑油,才是設備維護的基礎。

    目前電力行業普遍采用定期檢測變壓器油相關指標的方法,來判斷變壓器的運行狀況。目前變壓器大部分不是全密封,如果呼吸器內的干燥劑實效不能及時更換,將潮濕空氣帶入油內,油中抗氧化劑消耗不能及時補充;凈油器內的吸附劑實效后未能及時更換等。都會促使油的氧化變質。因此做好運行油的維護,不僅會延長油的使用壽命,同時也使設備使用期延長。

    變壓器油檢測項目包括:

    1)凝固點;
    (2)含水量;

    (3)界面張力;

    (4)酸值;
    (5)水溶性酸堿度;

    (6)破壞電壓;

    (7)閃點;

    (8)體積電阻率

    (9) 介損

    (10) 氣體溶解性分析

    (11)絕緣中糠醛含量分析


     

    變壓器油的檢測項目及試驗意義
    1 外觀:檢查運行油的外觀,可以發現油中不溶性油泥、纖維和臟物存在。在常規試驗中,應有此項目的記載。

    2 顏色: 新變壓器油一般是無色或淡黃色,運行中顏色會逐漸加深,但正常情況下這種變化趨勢比較緩慢。若油品顏色急劇加深,則應調查是否設備有過負荷現象或過熱情況出現。如其他有關特性試驗項目均符合要求,可以繼續運行,但應加強監視。

    3 水分:水分是影響變壓器設備絕緣老化的重要原因之一。變壓器油和絕緣材料中含水量增加,直接導致絕緣性能下降并會促使油老化,影響設備運行的可靠性和使用壽命。對水分進行嚴格的監督,是保證設備安全運行必不可少的一個試驗項目。

    4 酸值: 油中所含酸性產物會使油的導電性增高,降低油的絕緣性能,在運行溫度較高時(如80℃以上)還會促使固體纖維質絕緣材料老化和造成腐蝕,縮短設備使用壽命。由于油中酸值可反映出油質的老化情況,所以加強酸值的監督,對于采取正確的維護措施是很重要的。

    5 氧化安定性: 變壓器油的氧化安定性試驗是評價其使用壽命的一種重要手段。由于國產油氧化安定性較好,且又添加了抗氧化劑,所以通常只對新油進行此項目試驗,但對于進口油,特別是不含抗氧化劑的油,除對新油進行試驗外,在運行若干年后也應進行此項試驗,以便采取適當的維護措施,延長使用壽命

    6 擊穿電壓: 變壓器油的擊穿電壓是檢驗變壓器油耐受極限電應力情況,是一項非常重要的監督手段,通常情況下,它主要取決于被污染的程度,但當油中水分較高或含有雜質顆粒時,對擊穿電壓影響較大。

    7 介質損耗因數: 介質損耗因數對判斷變壓器油的老化與污染程度是很敏感的。新油中所含極性雜質少,所以介質損耗因數也甚微小,一般僅有0.01%~0.1%數量級;但由于氧化或過熱而引起油質老化時,或混入其他雜質時,所生成的極性雜質和帶電膠體物質逐漸增多,介質損耗因數也就會隨之增加,在油的老化產物甚微,用化學方法尚不能察覺時,介質損耗因數就已能明顯的分辨出來。因此介質損耗因數的測定是變壓器油檢驗監督的常用手段,具有特殊的意義。

    8 界面張力: 油水之間界面張力的測定是檢查油中含有因老化而產生的可溶性極性雜質的一種間接有效的方法。油在初期老化階段,界面張力的變化是相當迅速的,到老化中期,其變化速度也就降低。而油泥生成則明顯增加,因此,此方法也可對生成油泥的趨勢做出可靠的判斷。


    9 油泥:此法是檢查運行油中尚處于溶解或膠體狀態下在加入正庚烷時,可以從油中沉析出來的油泥沉積物。由于油泥在新油和老化油中的溶解度不同,當老化油中滲入新油時,油泥便會沉析出來,油泥的沉積將會影響設備的散熱性能,同時還對固體絕緣材料和金屬造成嚴重的腐蝕,導致絕緣性能下降,危害性較大,因此,以大于5%的比例混油時,必須進行油泥析出試驗。

    10 閃點: 閃點對運行油的監督是必不可少的項目。閃點降低表示油中有揮發性可燃氣體產生;這些可燃氣體往往是由于電氣設備局部過熱,電弧放電造成絕緣油在高溫下熱裂解而產生的。通過閃點的測定可以及時發現設備的故障。同時對新充入設備及檢修處理后的變壓器油來說,測定閃點也可防止或發現是否混入了輕質餾份的油品,從而保障設備的安全運行

    11 油中氣體組分含量: 油中可燃氣體一般都是由于設備的局部過熱或放電分解而產生的。產生可燃氣體的原因如不及時查明和消除,對設備的安全運行是十分危險的。因此采用氣相色譜法測定油中氣體組分,對于消除變壓器的潛伏性故障是十分有效的。該項目是變壓器油運行監督中一項必不可少的檢測內容

    12 水溶性酸: 變壓器油在氧化初級階段一般易生成低分子有機酸,如甲酸、乙酸等,因為這些酸的水溶性較好,當油中水溶性酸含量增加(即pH 值降低),油中又含有水時,會使固體絕緣材料和金屬產生腐蝕,并降低電氣設備的絕緣性能,縮短設備的使用壽命。

    13凝點1):根據我國的氣候條件,變壓器油是按低溫性能劃分牌號。如10、25、45 三種牌號系指凝點分別為-10、-25、-45℃。所以對新油的驗收以及不同牌號油的混用,凝點的測定是必要的。

    14 體積電阻率: 變壓器油的體積電阻率同介質損耗因數一樣,可以判斷變壓器油的老化程度與污染程度。油中的水分、污染雜質和酸性產物均可影響電阻率的降低。 

    變壓器油有以下幾種主要作用: 
    (1) 絕緣作用 變壓器油具有比空氣高得多的絕緣強度。絕緣材料浸在油中,不僅可提高絕緣強度,而且還可免受潮氣的侵蝕。 
    (2) 散熱作用 變壓器油的比熱大,常用作冷卻劑。變壓器運行時產生的熱量使靠近鐵芯和繞組的油受熱膨脹上升,通過油的上下對流,熱量通過散熱器散出,保證變壓器正常運行。 
    (3) 消弧作用 在油斷路器和變壓器的有載調壓開關上,觸頭切換時會產生電弧。由于變壓器油導熱性能好,且在電弧的高溫作用下能分觸了大量氣體,產生較大壓力,從而提高了介質的滅弧性能,使電弧很快熄滅。 
    對變壓器油的性能通常有以下要求: 
    (1) 密度盡量小,以便于油中水分和雜質沉淀。 
    (2) 粘度要適中,太大會影響對流散熱,太小又會降低閃點。 
    (3) 閃點應盡量高,一般不應低于135℃。 
    (4) 凝固點應盡量低。 
    (5) 酸、堿、硫、灰分等雜質含量越低越好,以盡量避免它們對絕緣材料、導線、油箱等的腐蝕。 
    (6) 氧化程度不能太高。氧化程度通常用酸價表示,它指吸收1克油中的游離酸所需的氫氧化鉀量(毫克)。 
    (7) 安定度不應太低,安定度通常用酸價試驗的沉淀物表示,它代表油抗老化的能力。
    變壓器油為25#絕緣油,理化性質比較穩定,但對橡膠有腐蝕作用,促進其老化。因為粘度大,可以防銹,但不能除銹。 
    廢油一般不能再加入變壓器。如果只是有少量不可溶解的雜質,或輕微受潮,過濾后可以使用,但必須進行檢驗合格.
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    閃點: 閃點是絕緣油在儲存和使用過程中的一項安全指標。尤其是對運行中變壓器油的監督,閃點是一項不可缺少項目。閃點的下降表示油中有揮發性可燃物產生,這些低分子碳氫化合物往往是由于電器設備局部故障,造成過熱使絕緣油在高溫下熱解時產生的,因此通過閃點可及時發現電器設備是否有過熱故障出現,對于新充入設備及檢修處理后的油來說,測量閃點可以發現是否有輕質餾分油品混入,閃點過低會導致電器設備發生火災,甚至爆炸。因而在各國變壓器油的新油標準中均有嚴格的閃點控制指標,一般閉口點不低于140℃,開口閃點不低于145℃。對“運行油”的閃點也有嚴格控制,每次測量的閃點下降值不得比前次低5℃。
    水分對絕緣油的影響: 水分對絕緣介質的電氣性能和理化性能都有極大的危害,首先水分會降低油品的擊穿電壓。據報道,當油中含水量為0.01%時,擊穿電壓約為15KV,當水含量增加到0.03%時,擊穿電壓降到6KV左右,同時水分對介質損耗因數也有明顯的影響。當油中水含量為0.02%時,介質損耗因數為1X10-2,當水含量增加15倍,即0.10%時,介質損耗因數增至為2.1X10-2。
      此外,水分還能促進有機酸對銅、鐵等金屬的腐蝕作用,產生的皂化物會惡化油的介質損耗因數,增加油的吸潮性,并對油的氧化起催化作用。一般認為受潮的油比干燥的油老化速度要增加2-4倍,所以長期以來人們對絕緣油中的水的存在在給予極大的關注。目前國內外的變壓器標準中都對水分提出要求控制在40PPm左右.
    水分在油中存在的方式: (1)懸浮狀。水分以水滴形態懸浮于油中。
                   (2)乳化狀。指水分的極細小的水滴狀均勻分散于油中。
                   (3)溶解狀。水分以溶解于油之中形式存在。
    凝點和傾點的定義: 絕緣油的凝點是油液面不移動時的最高溫度。絕緣油的傾點是試油流動的最低溫度。
      因而當油品的凝點或傾點僅僅是油品喪失流動性時近似的最高溫度。
    運動粘度對絕緣油作用中的影響: 在變壓器中變壓器油作為絕緣和傳遞熱量的介質,要求選擇合適的粘度以保證油品在長期運行 中起到理想的冷卻作用,選擇合理的低溫粘度以保證變壓器在停止運行再啟動時能安全工作。粘度 過大影響傳熱,反之工作安



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