1 引言
目前,大型变压器主要用变压器油作为绝缘介质,其好处主要是(1)大幅度提高了电气绝缘强度,缩短了绝缘距离,减小了设备体积;(2)提高了变压器的散热效果,减轻了设备重量;(3)降低了内部组件的氧化程度,延长了使用寿命。高质量的变压器油是从石油中提炼制取的中性烃类分子的混合物,是非极性分子结构,理化性能稳定,电气性能佳。然而,纯正的品质也造成变压器油在运输、储存及运行过程中,经常会由于各种原因而受到污染。一般工程中使用的变压器油总是或多或少含有水分、树脂、酸和其他杂质等,造成变压器油性能的下降。本文分析了一起变压器油因受到污染而造成绝缘电阻下降的原因,并介绍了处理方法。
2缺陷概述
2015年,广东某110kV变压器试验时发现绝缘下降,其历次试验的数据如表1所示。
从表1可以看出,该变压器交接试验和投运后的第一次试验绝缘正常,但随后绝缘发生大幅下降,伴随着油介损超标,达到1.15%。比较第2次和第3次的结果可以看出,该变压器的绝缘并不是一直下降,而是下降到一定程度后保持稳定。试验规程规定,当变压器前后两次绝缘试验相差超过30%就可认为异常,因此,该变压器可能存在缺陷。
3原因分析
该缺陷上报后,广东电网又陆续收到了其他地区出现类似情况,仅某地区供电局就存在10台变压器存在绝缘电阻下降,油介损偏高的问题。
经分析发现,所有异常的变压器均出自同一厂家。于是,广东电网在全网开展了对该厂的变压器普查,经追溯确认,发现异常的变压器存在以下共同点:
1、所有变压器出厂试验、交接试验绝缘电阻均正常;
2、异常的变压器大部分为2010-2011年生产,2011年投运;
3、对所涉变压器进行油中腐蚀性硫化验,结果正常;
4、除以上绕组绝缘电阻异常下降、油介损上升外,未见其他异常;
5、所有异常的变压器均采用克拉玛依环烷基油。
3.1 绕组绝缘电阻下降的直接原因是变压器油体积电阻率下降
变压器绕组的绝缘包括本体的绝缘和油的绝缘。关于变压器绕组绝缘电阻测量值的一般经验是:
(1)变压器干燥隋况良好时,绕组绝缘电阻较高,变压器油的体积电阻率下降会对绕组绝缘电阻造成显著影响;
(2)变压器干燥隋况不良时,绕组绝缘电阻较低,变压器油的体积电阻率下降对绕组绝缘电阻造成的影响较小;对绕组绝缘异常的变压器进行分析,发现存在以下共性:
(1)出厂试验和现场交接试验绕组绝缘电阻均较高(10GQ以上);
(2)高压、低压绕组同时整体绝缘电阻下降,但油中微水含量未见异常;
(3)根据运行情况的温度排查,也可以排除绕组老化引起的绝缘受损;
由于变压器油中微水含量正常,绕组老化引起绝缘受损的情况也可以排除,说明变压器干燥情况良好。因此,本文所述变压器符合第一种情况,即变压器干燥情况良好时,变压器油的体积电阻率下降会对绕组绝缘电阻造成显著影响。观察异常主变的油介损、油体积电阻率、绝缘电阻数据,存在很强的相关性。试验发现,部分排油和换油处理后异常主变的绝缘电阻得到恢复。因此,绕组绝缘电阻下降的直接原因是变压器油体积电阻率下降。