变压器油质量的主要影响因素及改进探讨

质损耗因素击穿电压的影响因素主要是杂质和水分润滑油茂名分公司通过改造抽真空过滤系统增强脱水效果有效降低介质损耗因素和含水量提高击穿电压确保变压器油的质量

中国石化润滑油茂名分公司北山改扩建项目于2005年5月竣工后将原1基础油罐区的变压器油储存过滤系统迁移到该罐区由于新投用的油罐和工艺管线虽经严格吹扫清洗后但不可避免的存在一定的程度机杂二级真空脱水罐液面只能手动调节进料闸阀开度控制液面调节的滞后使液面难以控稳有时为了控低液面减少夹带而不得不解除破坏真空度减少压差减少进料量二级真空度只能控制在00850090MPa造成变压器油经多次抽真空过滤后介质损耗因素和击穿电压仍未能达标因此制定切实可行的解决方案确保变压器油的质量满足市场的需求是当务之急

1变压器油的功能11绝缘功能由于空气和油的介电常数不同油的绝缘强度要比空气好很多在电器设备中填充了变压器油后能将不同电势的部分隔离开使其不能构成短路增加了绝缘强度油的质量越好则设备的安全系数越高

散热冷却作用变压器等电气设备运行过程中由于电流通过线圈等会因电阻引起功率损耗并以发热的形式表现出来如果热量过高不能及时散发出去就会烧坏线圈变压器油可以吸收这部分热量并通过强制自然的风冷或水冷方式循环散发热量起到散热冷却作用保证设备的安全运行

灭弧作用在开关电气设备中的固定触头和滑动触头在带电接触或分离的瞬间会产生电弧电弧的温度很高与电流强度大小成正比如果不能将这种热量及时消除就很容易烧毁设备而变压器油的作用是将设备中的各触头直接浸泡接触可以吸收大量的电弧热量冷却各触头起到灭弧的作用

2变压器油质量的主要影响因素目前评价变压器油电气性能的指标主要是介质损耗因数击穿电压众所周知变压器油的主要使用性能要求是良好的热传导性和流动性良好的氧化安定性良好的电气性能而高质量的变压器油首要条件是具备良好的电气性能也就是说介质损耗因数很小而击穿电压要高

21介质损耗因数是指介质在一定电压作用下产生的一切电流损失它应是有效电流损失总和对无功电流总和之比

介质损耗因数取决于油品当中的污染物质和极性杂质的数量介质损耗因数越小电流损耗越小油的绝缘性越好水分的存在对油品的介质损耗因数也有明显的影响此外水分还能促进有机酸对铜铁等金属的腐蚀作用产生的皂化物会恶化油品的介质损耗因数增加油的吸潮性并对油品的氧化反应起催化作用

22击穿电压变压器油的击穿电压指将变压器油放到装有一对电极的容器中施加电压当电压升至一定值时油的电阻突然降低为0ft电流以火花或电弧的形式穿过油此时的临界电压叫做击穿电压

击穿电压是衡量电器内部耐受电压的能力而不被破坏的尺度是检验变压器油性能的主要手段之一变压器油的击穿电压愈高其绝缘性能愈好影响变压器油击穿电压的因素主要为杂质和水分干燥1982男助理工程师安徽肥西人2005年毕业于辽宁石油化工大学化学工程与工艺专业从事润滑油的生产和研究清洁的油品具有相当高的击穿电压值但当油中含有游离水溶解水或其他固体污染物时由于这些物质具有的较大的电导率和介电常数在电场作用下会构成导电桥路终降低了油品的击穿电压

茂名分公司利用现有的设备对变压器油进行一系列的过滤干燥处理之后测量其含水量及击穿电压值找出击穿电压与含水量的大概对应关系

表1击穿电压与含水量的对应关系序号击穿电压kV备注1为直接测试2为静置12h温度22相对湿度7234为干燥器中静置6h56为干燥器中静置18h7为干燥器中静置24h8为加热过滤后干燥18h以上条件皆为温度22相对湿度72国内外很多厂商规定变压器油成批交货时含水量30mgkg包装油桶交货时含水量40mgkg从表1可以看出含水量难以保证变压器油的击穿电压合格所以结合润滑油茂名分公司变压器油的实际情况将变压器油的含水量控制在40mgkg以内方能保证变压器油的击穿电压合格

3存在的问题及原因分析石油产品本身具有一定程度吸水性油中的水分主要取决于基础油的精制深度及脱水程度所以变压器油在生产过程中就含一定量水分此外由于变压器油有一定程度的吸水性能从大气中吸收和溶解一部分水变压器油吸水性能力与其组成及所处的温度湿度环境有关茂名分公司由于地处南海之滨属于热带季雨林带地区天气潮湿多雨降雨量较大空气相对湿度常年在80以上因此通过考察过滤前变压器油的含水量一般达到左右

车间现用的型号为ZL300S双级高效真空滤油机是根据油与水存在较大的沸点差在高真空状态下水的沸点大大下降由真空干燥原理和分离工程及精密过滤技术设计的其一二级真空脱水罐均采用液面蒸发易造成突沸性雾沫夹带使真空栗出口放空严重带油或油雾并非采用真正意义上的真空膜式蒸发脱水机理未达到理论上大的蒸发强度导致虽经多次抽真空过滤后含水量只下降到40mgkg左右见表2仍难以达到计划新修订标准的含水量指标船装30mgkg桶装40mgkg同时由于水分的存在会降低油品的击穿电压也难以保证变压器油的击穿电压合格

表2真空过滤机改造前变压器油分析数据批次介质损耗因素过滤击穿电压kV介质损耗因素击穿电压kV介质损耗因素击穿电压kV介质损耗因素击穿电压kV介质损耗因素击穿电压kV介质损耗因素击穿电压kV介质损耗因素沉降2天击穿电压kV备注工艺流程如图采用填料蒸发塔后由于蒸发充分可以降低蒸发所需的预热温度进一步提高成品油的质量同时塔底液面波动引发严重的雾沫夹带现象也可以得到根本的改善这样可将二级真空罐的真空度提高到0095MPa以上另外将原真空罐顶部的冷凝箱放大有益于真空室内液位的控制

经过实施部分解决方案后取得了较明显的效果大大提高了变压器油的合格率满足了市场的要求改造后的部分变压器油分析数据如表3所示

表3改造后部分变压器油分析数据批号参数介质损耗因素击穿电压kV介质损耗因素已合格击穿电压kV已合格介质损耗因素已合格击穿电压kV已合格介质损耗因素已合格击穿电压kV已合格实验室从罐内按GBT4756取样放在干燥器内静置待温度符合要求实验室保持温度和湿度要求才进行击穿电压的测试测试前用两种方法处理一是轻轻摇匀无气泡二是用滤纸过滤

抽样的6组数据有4组过滤1次即合格只有2组需要过滤多次可见过滤机的改造还是起到了很显著的效果

4结论影响变压器油介质损耗因数的因数主要是基础油精制深度水分和杂质而我车间的主要影响因素是杂质影响变压器油击穿电压的因素主要是水分和杂质而中国石化润滑油茂名分公司的主要影响因素是水分经过对真空滤机和过滤系统改造后大大提高变压器油的合格率且水分含量基本可降至35mgkg以下