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    勤润首页-bob综合体育登陆 >> 变压器油的制备及其电气性能试验研究

近些年来,我国电力行业发展速度飞快,输变电线路也逐渐向直流输电方向转变,特高压与长线距离的输电作业也越来越多。作为变压器配套的核心材料之一,变压器油的每年用量也在不断上涨。在当前的变压器油制备中,常用的制备工艺有两种,一种是低压加氢脱酸-糠醛精制-白土补充精制,这是一种较为传统的工艺;另外一种是加氢处理-加氢补充精制,这是加氢工艺。在我国制备变压器的企业中,中海沥青与克拉玛依石化企业在生产变压器油时采用的主要是前者,而上海高桥石化公司生产变压器油时采用的主要是后者。两种制备工艺各有优缺点,但如果使用的制备原料满足需求,且通过对工艺参数进行调整都能够使产品满足国家标准。
变压器的运转状态受到变压器油电气性能的直接影响,通常情况下,在对变压器油的电气性能检测中,要求必须满足介电特性与击穿性能。其中介电特性指的是变压器油的介质损耗情况以及极化性质;击穿性能指的是雷电影响下的冲击击穿以及工频的击穿,主要是指绝缘材料能够承受的雷电冲击电压和工频电压。在对变压器油电气性能进行测试时,为了防止绝缘材料受损或取样困难的问题,此次试验采用的测量技术为介电频谱测量。中海油企业中的环烷基原油资源较多,在变压器油的制备原料选择中,考虑以绥中36-1原油的常二线馏分油作为原料,并分别使用2种不同工艺来进行变压器油的制备,具体如下。
1、变压器油的作用
在油开关、电抗器、变压器以及套管等充油电气设备中,放入变压器油有助于起到灭弧、散热以及绝缘的效果,属于一种绝缘油品。变压器油的好坏对电气设备运行可靠性有着重要的影响,变压器油的特性对于电气设备的性能发挥也起到了重要作用,通常来说,变压器油的作用包含3种。
(1)绝缘作用。通过使用变压器油能够有效隔离不同电位的带电位置,避免发生短路。在空气中,介电常数为1.0,而在变压器油中,介电常数则达到了2.25,所以相对于空气,变压器油的绝缘强度明显高很多。如果线圈设备没有保护而暴露在空气中,当设备运行时很容易发生被击穿的情况,但增加变压器油后,就很难被击穿,并且随着油品质量的提升,变压器油的绝缘性能也会变得更加可靠,设备的安全性也更有保障。
(2)散热作用。在变压器正常运行过程中,电流穿过线圈时由于受到电阻影响会发生功率损耗情况,而无论是铜芯损耗还是铁芯损耗都会产生较多的热量,如果无法及时的排除散发的热量,随着热量的不断积聚最终会使得铁芯内部温度急剧上升,对线圈外包的绝缘材料造成损害,甚至将线圈烧坏,而变压器油的使用则能够将散发的热量吸收,再通过油的内部循环将热量排出,有助于设备的安全稳定运行,对于大容量的变压器来说。一般采用的是强油循环冷却,这也是变压的重要功能之一。
(3)灭弧作用。变压器油除了能起到绝缘与散热效果外,还能发挥灭弧的作用。对于油浸开关来说,电力负荷被切断时会有电弧产生,在高温电弧影响下,如果触头得不到冷却,后续还会不断产生电弧,最终可能导致设备烧毁。另外过电压的出现也会对设备造成损害。而变压器油在受热时会产生大量氢气,氢导热系数大,很多热量被吸收并传递至油中,让触头得到冷却,继而发挥灭弧的效果。
2、变压器油的制备工艺
2.1 原料性质
将绥中36-1原油的常二线馏分油作为原料,其性质明细具体见表1。
2.2 工艺分析
如上文所所,常用的制备工艺有两种,一种是低压加氢脱酸-糠醛精制-白土补充精制,这是一种较为传统的工艺;另外一种是加氢处理-加氢补充精制,这是加氢工艺。具体工艺过程如图1所示。
2.3 结果分析
制备变压器油:
糠醛精制装置类型制备速度为1kg/h,固定床加氢装置容量为200mL,使用的加氢补充精制催化剂型号为FV-10,加氢处理催化剂型号为LH23,加氢脱酸催化剂型号为3936。加氢工艺分为高压加氢与中压加氢两种,在合适的试验条件下,可以得到三种工艺条件下满足国标的变压器油性质见表2。
3、电气性能试验
3.1雷电击穿性能试验分析
针对变压器油来说,击穿性能检测是其主要的性能检测方式,一般来说击穿性能试验指的是雷电击穿电压。根据 GB/T21222-2007中规定的测定方法,来选择负脉冲在试验检测变压器油的性能。由于杂质浓度在液体使用极限之下,就不需要对这些杂质进行特别控制。此次重复试验结果见表3。
3.2介电特性试验分析
变压器油属于弱极性电介质,在变压器油分析产生不规则热运动时,从宏观上来看与其本身的偶极矩均为0。受到电流影响时,分析会朝向外电场运动,宏观上看会有偶极矩产生,继而出现电介质极化现象,这类变化通过介电频谱可以看出来。此次介电特性试验采用的介电谱仪型号为Novcontrol Concept80,在液体池内的电极之间将变压器油倒入,通过采集电压信号来进行测试。结果见下图。
图中3、4、5、6分别代表10℃、20℃、50℃、80℃。由上图可知四种变压器油介电常数差异不大,大约为2.0。温度的上升会促进介电常数的上升但是随后会下降并逐渐平稳,最后呈现缓慢下降趋势。
4、结语
以中海油绥中36-1原油的常二线馏分油作为原料,分别采用不同工艺条件得到的变压器油,都能满足国家标准,且通过测试其电气性能发现,与市购环烷基45#变压器油的雷电击穿性能与介电特性基本一致。


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关键字:变压器油
[来源:国网四川省电力公司检修公司] [作者:姚彦文] [日期:21-12-24] [热度:]

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