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1、第五章 电力用油的运行监督及维护电力系统几十年来的经验、教训说明，对绝缘油、汽轮机油等的质量(包括新油和运行中油)进行监督、维护，并采取一系列技术措施，保证新油符合同家标准，防止运行中油质老化，延长油质使用寿命，以确保用油设备的安全、经济运行，是电力工业广大油务工作者的主要任务和职责。第一节 绝缘油的作用第二节 运行变压器油的维护GB/T14542-93运行中变压器油维护管理导则规定：为延长油的使用寿命，应对运行中变压器油采取防劣措施。主要有：a.安装油保护装置(包括呼吸器与密封式储油柜)，以防止水分、氧气和其他杂质的侵入。b.安装油连续再生装置即净油器，以清除油中存在的水分、游离碳和其他老化
2、产物。c.在油中添加抗氧化剂(常用T501抗氧化剂)以提高油的氧化安定性。一、呼吸器及密封式储油柜1. 呼吸器充油电气设备一般均应安装呼吸器。以防止水分、氧气和其他杂质的侵入。呼吸器通常与储油柜配合使用，其内部装有吸水性能良好的吸附剂(如硅胶、沸石分子筛等)，其底部设有油封。吸附剂在使用前应按规定条件进行烘干处理，使用失效时应立即更换。由于一般呼吸器作用有限，特别是对油温经常变化的设备，除潮效果不好，因此，在必要时可对110kV及以上电压等级的电力变压器安装冷冻除湿器(热电式干燥器)，如图5-8所示。这种除湿器既能防止外界水分的浸入，又可清除设备内部的水分。它通常与普通型储油柜配合使用，其热电
3、致冷组件应具有足够的功率，且能实现自动除霜操作。装有冷冻除湿器的变压器储油柜内空间的相对湿度，应能经常保持在10%以下。2. 密封式储油柜油劣化的根本原因之一，是在油正常运行条件下，与空气中氧接触而产生氧化，特别在有水的情况下，要加速油的氧化。如果油在运行中不接触氧气和水分，就不会发会发生氧化或氧化非常缓慢。密封式储油柜不同于普通型储油柜，在其内部装有橡胶质的密封件，使油和空气隔离开来，以防外界水分和空气进入而导致油的氧化与受潮。对8000kVA及以上的电力变压器一般应装设密封式储油柜。但这种装置并不能清除已进入设备的潮气和设备内部绝缘分解所产生的水分，因此要求设备整体有可靠的严密性且应事先对
4、油作深度净化(包括脱水脱气)。密封式储油柜通常有两种结构型式，胶囊式储油柜与隔膜式储油柜。（1）胶囊式密封储油柜：如图5-11所示。在变压器的储油柜内装置一个橡胶隔膜囊，囊内通向大气，囊外和油接触，利用囊的薄膜，把油与大气隔绝，当油温变化时，隔膜囊随油温的升降而膨胀和收缩，从而起到使油隔绝空气和适应变压器呼吸作用。（2）隔膜式密封储油柜：如图5-12所示。隔膜式密封储油柜由上、下两构件组成。两构件之间用法兰连接，中间夹有成型的耐油橡胶隔膜，隔膜上面经过呼吸器于大气相通，隔膜下面紧贴油面与空气隔绝，当油温发生变化时，隔膜随油位的升降二浮动，以适应变压器的呼吸。隔膜密封的特点事体积小，隔膜轻便柔软
5、，有利于适应变压器的呼吸；油面所受压力很小，几乎是恒定不变（与大气压相近），从而减少了空气向油中的泄漏，气体继电器动作时几乎不受影响。（3）密封式储油柜的维护a)储油柜密封件(胶囊或隔膜)所用材质应具有良好的气密性、耐油性、柔软性、韧性、耐老化性和足够的机械强度。密封件在安装前应严格检查，不应有龟裂、开胶、破损等缺陷。并经检漏试验合格，以保证其良好的密封性；安装前，须将储油柜内表面上的毛刺和焊渣清理干净。安装时，应防止密封件发生扭曲或皱皮而导致损伤。注油时，应设法排尽变压器内死角处可能积存的空气，且所用油应经真空脱气处理，油质合格油中总含气量小于1%；b)密封式储油柜在运行中，应经常检查柜内气
6、室呼吸是否畅通，油位变化是否正常，如发现呼吸器堵塞或密封件油侧积有空气，应及时排除，以防发生假油位或溢油现象。c)装有密封油柜的变压器，如密封件破损、设备上密封点泄漏、潜油泵故障以及绝缘老化等原因，潮气会侵入，因此，应定期检查油质情况，特别是油中含气量和含水量的变化，如有异常，应查明原因，消除缺陷，并对油及时进行脱气除潮。二、净油器净油器是利用吸附剂对油进行连续再生的一种装置，广泛适用于不同型式的电力变压器。我国规定，对1000kVA及以上的电力变压器一般应装设净油器。净油器是一种渗流过滤装置，从循环动力上可分为温差循环净油器(热虹吸器)和强制循环净油器两种。温差循环净油器是利用温差产生的虹吸
7、作用，使油流自然循环净化；强制循环净油器则是借强迫油循环的机械动力(油泵)使油循环和净化的。温差循环净油器多用于油浸自冷，风冷式变压器，强制循环净油器则用于采用强迫油循环水冷与风冷式变压器，故要根据设备情况选用不同的净油器。下面主要介绍温差循环净油器。1. 温差循环净油器的工作原理净油器结构示意图如图5-13所示，温差循环净油器是一个长圆筒状的金属容器，内装有一定量的吸附剂，其上下两端用较粗的铁管与变压器本体的上部和下部相连接，构成一个连通的油循环回路，变压器在运行中产生的热传导给油，使油上下部温度产生差异，形成了油的对流循环，即温度较高的油从上部进入净油器，由于冷却后比重增大的油即从下部返回
8、变压器。当油经过净油器时，油中的氧化产生物如酸值、树脂质等，都可被吸附剂吸附，达到净化油的目的，从而得以在较长时期内，维护油质处于良好状态下合格运行。净油器的使用效果主要取决于所用吸附剂的性能与用量。吸附剂的用量应不少于变压器油量的0.51.5，以保证运行中的油得以净化，对大容量的变压器，因用油量多，则应在吸附剂总用量不变的情况下，可适当增加净油器的个数，两个以上的净油器装设时，应在变压器本体的相互对应侧，以使运行中油能均匀的流经净油器，通常每个净油器容纳吸附剂的量，应不超过200kg为宜。净油器的高度和直径的比例要适宜，一般有效高度为直径的1.31.5倍。如净油器太高则阻力变大，油的对流循环
9、就会不通畅；而太矮太粗，又将造成油在净油器内流速不均匀，对于容量小的净油器，可以适当增大高度(即增大油与吸附剂的接触时间，促进净化效果)与直径的比例可以到2。2. 净油器的监督维护目前国内常用的吸附剂是粗孔硅胶、活性氧化铝、沸石分子筛等。为保证净油效果和使用寿命，吸附剂的吸附容量应不小于5mgKOH/g，并具有一定机械强度，便于活化再生。吸附剂在装入之前，一般应在150200下干燥至恒重、过筛。过筛后的吸附剂装入净油器(或其它容器)内，再用合格的油浸泡，以排除空气。净油器装好吸附剂后，打开顶部排气阀门和下部与油箱连接的油阀门，待排气阀门有油溢出后，关闭油阀门、排气阀门，再静置一段时间后即可投运
10、。新安装的净油器投入运行时，应做防劣效果的鉴定，如符合下列条件，则认为良好。1)从净油器排油门取样，击穿电压合格。2)净油器出入口油应有温差。3)投入后，变压器本体油的酸值应逐渐降低，油的pH值应逐渐升高。不符合上述要求的净油器，应查明原因，加以改造。(1)运行中的监督。投有净油器的变压器，应每季(或半年)试验一次变压器本体油样的酸值(pH值)，以监视净油器内吸附剂的运行情况和油质情况，如发现变压器本体油的酸值回升，或pH值下降时，则认为吸附剂已失效，应及时更换吸附剂。强迫油循环的变压器装投净油器后，在运行中应特别注意对吸附剂的监督，防止吸附剂被磨碎而带入变压器内。(2)吸附剂失效的判断。吸附
11、剂在维护油质的过程中，不仅是吸附酸性物质、同时也吸附油中的中性物质、水分等。有的吸附剂虽然其吸附容量不小，但吸附速度低，而且吸附速度又与油温的高低等因素有关，所以单纯从净油器出入口油的酸值变化情况，作为衡量吸附剂是否失效，是不够确切的，因此判断吸附剂是否失效的依据，应是净油器投入运行后，在一段时间内，如油质没有得到改善，反而酸值稍有回升及反应pH值下降的趋势时，则可认为吸附剂失效，应立即更换新的或再生后的吸附剂。3. 净油器的运行效果经过三十多年及大量的运行数据说明，净油器的效果是显著和可靠的，主要效果是：(1)可维护油质稳定在合格范围内，减缓氧化作用。(2)保持油质绝缘性能稳定。安装净油器的
12、绝缘油，由于劣化产物水分等被吸除，降低了油的吸湿性，使油相对的得到干燥，因而油的绝缘性能可在长时期的运行中保持稳定。(3)安装净油器的变压器，如监督维护得当，肯定会延长油质及设备的使用寿命。三、添加抗氧化剂往绝缘油、汽轮机油中添加抗氧化剂，减缓油在运行中的老化速度，延长油质使用寿命，也是多年来电力系统所采用的、行之有效的防劣技术措施之一，大量实践数据说明，采用添加抗氧化剂作为防劣技术措施的优点较多，如操作简便，无需专用设施，使用中维护工作量少，无油耗，防劣效果好，经济效益高等。因此电力系统较普遍的采用之，深受现场的欢迎。1抗氧化剂的性能试验。当使用某种新的抗氧化剂时，一般应通过下列试验确定其抗
13、氧化作用的能力和使用效果。(1)氧化诱导期试验：将欲采用的新抗氧化剂添加至油品中，在一定条件下，通过吸氧试验，测定该油品氧化诱导期，若诱导期愈长，则表明其抗氧化性愈好。(2)感受能力试验：同一抗氧化剂对不同油品(基础油的来源或油品牌号不同等)的使用效果有所不同。因此对未用过某种抗氧化剂的油品应进行感受能力试验。该试验是将未加抗氧化剂的试油与加有抗氧化剂的试油置于相同条件下，分别进行人工氧化，再测定其酸值并进行比较，其比值即为油品的“感受性”，又称“安定性倍数”，如下式所示：若某油品的安定性倍数在810之间，且氧化油的其它指标并不比未加抗氧化剂试油差时，则可认为此油品对该抗氧化剂的感受性较好，这
14、一抗氧化剂可以选用。此外通过上述试验还可确定添加抗氧化剂的最佳浓度。(3)模拟试验。经上述两种试险认为可选用的抗氧化剂，最好再在变压器的模拟试验台上进行试验，以进一步鉴定其使用效果。上述试验适用于新的抗氧化剂，对常用的抗氧化剂(如“T50l”等)，已经有关部门试验、使用，给予肯定的，可不作上述试验。2. 抗氧化剂的添加抗氧化剂往往会有这样的性质，对一种油效果显著，而对另一种油效果则不明显，这是由于油的化学组成，精制方法，精制程度及运行油的老化程度等因素，都会影响抗氧化剂对油的效果，因此添加抗氧化剂之前，必须进行抗氧化剂效果的试验室内的小型试验(或称油对抗氧化剂的感受性试验)以确定添加剂量和效果
15、。T501是目前我国较广泛采用的一种抗氧化剂、国内生产厂家较多，是用甲酚与异丁烯为原料合成的，在合成过程中，由于工艺条件和原料纯度不同，故其产品质量和性能也就大不相同，另外如产品管理不善，见光受湿或时间过长，会使颜色发黄，质量降低，因此在购买和使用T501抗氧化剂时，首先应对其质量进行检查，可根据别SH0015-90 501抗氧化剂所列项目进行试验验收，合格后方可购买或使用，必要时还可进行添加T501的效果试验，试验方法可采用“变压器油氧化安定性测定法”(SH/T0206-92)或“运行油开口杯老化测定法”(DL429.6-91)。T501抗氧化剂最好加到新油和再生油中去，目前我国新绝缘油、汽
16、轮机油中，在出厂前就加入0.30.5的T501，电力系统一般在再生油中，持别是硫酸、白土再生油，为提高再生油的氧化安定性，根据小型试验也加入一定量的T501抗氧化剂。如采用添加抗氧化剂作为运行油的防劣技术措施时，要对运行油进行加T501后的监督维护工作，定期测定运行油中T501的含量，严格遵守补加条件，及时进行处理和补加T50l。关于具体的添加方法，通常是按5的浓度先配成浓溶液，即取部分油，加温到5565，再将所需的T50l量加入油中，并不断搅拌均勾，使其完全溶解，溶后放置待油温降至室温时，混入油箱或油罐内，并循环过滤使其混合均匀，如运行中油加抗氧化剂，最好是在大修时，先将油中杂质水分等清除干净，再按上述方法进行添加。装有净油器的变压器，可在换吸附剂时，将所要补加的T501抗氧化剂铺在吸附剂较上
