一起變壓器油年度檢測異常項目解讀與分析

王朗珠，晏偌峰

(1.重慶電力高等?？茖W校，重慶400053;2.上海電力學院，上海200090)

0 引言

為了加強變壓器的運行監督，監測變壓器的絕緣狀況，電力公司每年一次將變壓器油樣進行全面分析檢測。表1為某地區電力公司2010年外委一批500kV變壓器試驗報告中異常數據摘抄，檢測報告數據顯示有9臺變壓器油樣水分偏高;5臺變壓器油樣糠醛含量偏高。以下針對試驗報告中幾個異常項目檢測結果和前一年檢測數據做比對性的解讀、分析，以正確分析變壓器目前的運行狀況，積累運行經驗。

1 試驗報告異常結果解讀、分析

1.1 油介質損耗因數試驗檢測結果分析

油介質損耗因數值(以下簡稱介損)是表現油電氣性能重要的指標值，同時也是最能反映運行油質量下降較敏感的指標值，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，所以介損也甚微小，一般僅有0.0001～0.001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，介損也就會隨之增加，在油的老化產物甚微，用化學方法尚不能察覺時，介損就已能明顯的分辨出來。因此介損的測定是變壓器油檢驗監督的常用手段，具有特殊的意義。

國標GB-T7595-2008要求介損 tgδ≤0.02，送檢變壓器油介損最大值在0.0113(見表1)，介損無一超標?？傮w情況比2009年好，上年有5臺變壓器油介損超標。

東北片區變壓器油的介損狀況良好，測定值在0.0004～0.0089之間，與2009年同期相比較，一年中基本無增長。

東南片區變壓器油的介損值也不高。2009年初對東南片區變壓器普遍進行過油再生處理，介損被控制在0.0038～0.0113之間。介損增長率與前兩年情況基本相同，本報告中介損增長速率最大的是東南11A#、東南11B#、東南11C#、東南302#四臺變壓器油，平均月增長率0.0012/月左右。

2006年11月至2009年11月，東南片區變壓器中有5臺(相)變壓器油歷經4次吸附再生處理，其余5臺(相)也經歷了3次吸附再生處理。從效果上講成效顯著，大大降低了油介損值，有效減緩了油介損的增長速度。但是，通過吸附再生處理的油與新油質量比較還是有區別的，再生處理油介損的增長速率仍然較大。

表1 2010年度變壓器油試驗報告異常數據摘抄

注釋:①為了便于比較，本表將原報告中銅、鐵含量單位mg/L近似轉換為ppb表示。②國際大電網推薦標準，Cu≤10ppb;Fe≤20ppb。③經驗總結，油中糠醛含量超過0.5mg/L認為紙絕緣聚合度降低40%以上。④新的油浸絕緣紙聚合度值約為1000，當下降至250時，則認為不能滿足運行要求。⑤國內新油氧化安定性測試技術標準，酸值≤0.2mgKOH/g，沉淀物≤0.05%。

1.2 油中糠醛含量試驗檢測結果分析

油浸式變壓器的絕緣材料主要采用的是絕緣油和紙板。變壓器油中的糠醛是唯有在紙絕緣老化才生成的產物，故檢測變壓器油中糠醛的含量，可以敏感反應變壓器紙絕緣的老化情況。

本年度試驗報告結果顯示，東南片區有5臺(相)變壓器油中糠醛含量均超過0.5mg/L，最高達1.39mg/L(見表1)，上年度這5臺變壓器油糠醛數據依次分別為 0.64、0.98、1.05、0.62 和 0.70，今年度數據均比上年度的試驗結果高。況且，2009年初這5臺變壓器油都經歷過再生處理，上年度原有的大部分糠醛可能已損失。但是本度年結果還是比上年度高，說明油中糠醛一直在增長。相比之下，東北15臺變壓器油中糠醛檢測兩年均無異常。

東南片區變壓器油中糠醛含量偏高，反映變壓器內部紙絕緣存在過度分解，表現紙絕緣強度下降。我國DL/T984-2005標準中對變壓器絕緣紙的聚合度以及對已有相應運行年限的變壓器油中糠醛含量的“注意值”分別做了規定。但是，這些指標的制定更多反映的是整體老化時的情況，主要依據實驗室中對油紙絕緣進行加速老化實驗的結果，現場應用中發現這些“注意值”可能過于寬松。另外，僅僅依靠某個參數值的大小或其增長速率判斷變壓器絕緣紙的老化程度還存在較大的不確定性，應用糠醛含量準確判斷固體絕緣狀況需要考慮的影響因素很多，還需進行更深入的研究。

1.3 油中金屬含量試驗檢測結果分析

上年度的試驗檢測報告反映油中銅、鐵含量整體水平異常高，個別變壓器油銅含量高達560ppb，鐵含量最高達2400ppb(國際大電網推薦標準:Cu≤10ppb，Fe≤20ppb)。本次試驗報告結果與上年度比較，數值差別較大，銅含量的整體水平又有較大幅度提高，鐵含量整體水平有較大幅度降低(見表2)。銅含量最高達890ppb，鐵含量最高只有86 ppb(見表1)。2008年11月至2009年11月期間，東南片區變壓器進行過油再生處理，東北11A#、11B#、11C#主變經歷了大修中油脫氣處理，油處理過程可能對銅、鐵分析數據升降變化有一定影響，但東北12#及22#主變(三相組式變壓器)，在2008年11月至2009年11月期間無任何油處理行動，主變12A#相油銅含量從上年的100ppb上升至890ppb，鐵含量從400 ppb降至65 ppb;12B#相鐵含量從1600 ppb降至65 ppb;渝東北22A#變鐵含量從800 ppb降至0，因此，這一檢測項目的準確性值得置疑。報告中銅鐵含量數據置信度不高，需要進一步考察。

表2 變壓器油中銅、鐵含量檢測數據對比

1.4 油中水分超標問題

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。按照GB/T7595 2008標準判斷(330kV及以上≤15mg/L;110kV及以下≤35mg/L)，試驗報告中500kV主變水分指標都超標，超標率占總數的74.2%，單個值與標準比較超1～10mg/L，報告結論提出重點關注。水分是變壓器油重要指標值，公司也有自己做的詳細的監督檢測記錄，對照核查，沒有發現超標現象。分析超標原因，可能與油樣保存運輸過程中的吸潮有關，送檢油樣傳遞運輸過程需要一段時間，對樣品難以做到絕對密封，樣品吸潮難免。因此，報告中水分數據只作參考，不作依據。

1.5 氧化安定性超標問題

氧化安定性是變壓器油抵抗大氣或氧氣的作用而保持其性質不發生永久變化的能力。變壓器油氧化安定性測定方法是在有銅催化劑存在的條件下，將25±0.1g油樣置于110±0.5℃的熱油浴中，通入氧氣，連續氧化164h后，測定其生成沉淀物質量和酸值，并以沉淀物含量和酸值來表示油品的氧化安定性。氧化安定性佳，運行中或儲存中氧化進程就慢，不進行再生處理的運行時間就會拉長，對于降低變壓器產品的運行成本具有重要意義。變壓器油的氧化安定性差，油品容易氧化而使絕緣強度下降，粘度增大，使冷卻散熱作用變差，而且產生沉淀物沉積在變壓器的線圈表面，堵塞線圈冷卻的通路，造成過熱，甚至燒壞設備。

按照國內變壓器油GB2536-90技術標準，氧化安定性為保證性項目，每年至少測定一次，質量指標:酸值≤0.2mgKOH/g;沉淀物≤0.05%。試驗指標表1中，東南片區變壓器的酸值和沉淀物普遍超標，渝東北片區變壓器酸值都正常，個別變壓器沉淀物有所超標。

自2006年11月至2009年11月，東南片區變壓器油，其中有5臺(相)歷經4次吸附再生處理，其余5臺(相)也經歷了3次吸附再生處理。從油的氧化安定性試驗結果看沉淀物和氧化酸的生成數據，表1表明，再生處理油與新油相比也存在差距。再次說明盡管吸附再生處理效果很好，但不可能徹底改變油的本質，只能維持在某一質量水平。

2 結論

從試驗報告中幾項重要指標判斷:東北片區變壓器油質量良好;東南片區油質量相對差一些，但通過一年一度的吸附再生處理，目前尚能維持符合國標運行油質量標準。另外，從東南片區變壓器再生處理油的介損增長速率和氧化安定性試驗結果表明，再生處理油與新油相比是存在差距的。盡管吸附再生處理效果很好，但不可能徹底改變油的本質，只能維持在某一質量水平。每次再生時更換進約10%新油，即使通過5次再生處理后，再生油中已被更換了約50%的新油，可能還是離不開再生處理。對于變壓器油采用再生處理或全部更換，可從技術、安全、經濟成本等方面進行綜合性探討，達到再提升運行油質量的目標。建議進一步開展東南片區變壓器用油研究工作，通過專家咨詢、綜合分析，確定東南片區變壓器油的長期處理方案，確保運行油質量。

此外，東南片區5臺主變連年糠醛含量偏高，表明紙絕緣聚合度可能有較大幅度下降傾向。建議進一步關注這一指標。

［1］DL/T982-2005，油浸式變壓器絕緣老化判斷導則［S］.

［2］GB-T7595-2008，運行中變壓器油質量［S］.

［3］王群芳，羅文賤，袁敏，等.變壓器抗氧化性能的熱分析評價［J］.廣東電力，2004，(2).

［4］劉文山，何冰，鄭曉光.變壓器油中糠醛含量與固體絕緣老化研究［J］.廣東電力，2006，(3).

［5］趙旺初.變壓器油中的金屬含量值得重視［J］.供用電，2003，(5).