0. 前言
装入变压器前,变压器油的90℃时的介损值一般均在0。1%左右,由于运输途中难以避免的污染,再加上变压器油的现场使用单位对油的含水量、含气量提出了很高的要求,因此在使用前都要对油进行净化处理。处理过程包括过滤和真空脱水、脱气。处理过程中发现,经过反复过滤和脱水脱气,有时变压器油的90℃介损不仅不降低,反而会升高。当升高幅度不大时,例如介损值低于0.5%,尚不影响使用,但有时上升剧烈,可达1%以上,甚至超过3%~4%,而此时油的其他指标均已达到合格标准:含水量低于10弘g詹,击穿电压上升至60~90 kV,油中微粒含量已大大优于未经处理的油。但是这种油的介损值并不稳定,当用强光照射时,介损值可在数小时内降低至0.1%以下,常称其为介损不稳定的油。
近年来由于各大型变压器厂陆续引进了国外的油处理设备,因而油处理工艺跟国外已经基本相同,而不同厂家生产的变压器油,同一厂家不同时期生产的产品,处理后的介损表现差别明显。为了弄清楚造成这种现象的原因,中国石油锦西石化分公司(以下简称锦西石化)与保定变压器厂合作,收集了多种不同生产条件,不同配比的变压器油样,从实验室模拟油处理过程入手,考察各种油样在处理前后的表现,试图从变压器油的生产环节中找出新变压器油介损不稳定的原因。
1. 处理新变压器油的实验窒研究
1.1 处理测试用仪器设备
(1)过滤装置。气压式油过滤装置,用压缩空气作动力,使油通过一层定量滤纸。气压调节至0.25MPa,流量控制在100~200 mL/min,滤纸面积490姗n2。这种过滤方式与油处理实际工艺是相似的。
(2) 真空脱水脱气装置。PHILIPS变压器油脱气装置。手动控制进样口阀门,使真空室真空度维持在30--50 Pa。这一真空度与实际生产过程的真空度相同。
(3) 水分测量仪器。日本产AQ一6型微量水分测定仪。
(4) 介损测量仪器。瑞士TETTEX产2821电桥,2903测量电极。
(5) 变压器油带电度测定仪。电力部电力科学研究院研制的变压器油带电度测定仪。
1.2 样品来源
(1) 锦西石化提供的各种不同工艺条件下生产调制的25#变压器油。
(2) 锦西石化供应保定变压器厂的25#变压器油。此批油在保定变压器厂使用过程中介损值曾大幅上升,经保定变压器厂采取措施处理后介损值下降至0.11%。
(3) 新疆克拉玛依生产的环烷基25#变压器油、大港炼油厂生产的环烷基25#变压器油及瑞典NY.NAS公司生产的NYTR011GB变压器油。
1.3 实验步骤
(1) 首先测定各油样在原始状态下的90℃介损值和带电度。
(2) 模拟变压器油在使用前的处理过程。实验室内用一套气动加压过滤装置(2.1.1),使油通过装有一层滤纸的过滤器,维持气压在0.25 MPa,空气流量为100~120 mL/min,更换滤纸,并反复过滤5次,然后让油样通过一个真空脱气装置,调节进样口的针孔大小,使油喷人真空室,并维持真空度在30~50 Pa之间。目的是脱去油样中的水分和空气。
(3) 经过真空处理的油样,分别测定含水量、90℃介损和带电度。测定含水量的目的在于控制含水量低于某一水平并监视真空处理效果。测定带电度的目的是评价带电度和介损的相关性。
(4) 将经过真空处理的油样移人无色透明的磨口试剂瓶中,置于强光下照射4小时以上。
(5) 测定经过强光下照射后的油样的90℃介损和带电度。
1.4 实验数据分析
(1) 从表1实验数据分析可清楚地看到,锦西石化生产的糠醛精制25#变压器油存在着一定的介损不稳定现象。而克拉玛依炼油厂、大港炼油厂以及NYNAS公司生产的变压器油在处理过程中的介损不稳定现象不明显。实验室中油样的这些表现与保定变压器厂在实际使用中几种油样的表现相吻合。这三家公司的油品均系环烷基油,而锦西石化为石蜡基油。介损不稳定现象与油基是否直接相关,是否与脱蜡工艺、精制工艺相关,尚需进一步验证。锦西石化原来采用酸碱精制工艺生产的变压器油在处理过程中没有介损不稳定现象,此结果与保定变压器厂使用中油的表现相吻合。
本次试验选取了几种用不同工艺路线和配方生产的变压器油进行了对照试验,从实验数据分析其对介损值的影响存在着显著的差别。由表1还可知,新生产的25#变压器油介损稳定性较好。
(2) 采用脱蜡一精制工艺,还是采用精制一脱蜡工艺生产变压器油,对油品介损值没有影响。精制深度对油品介损值有一定的影响,考虑到生产效益,在保证油品质量的前提下精制深度适宜为好。
(3) 不同的抗老化添加剂对油的介损值的影响差别显著,RA、RB均比T501表现优秀,见图2。
(4) T501加入量以0.5%以下为宜。加入0.5%以下时,对介损不稳定的影响规律性不明显,但是超过0.5%以上时,即产生明显影响,见图3。
(5) 按锦西石化新工艺、新配方生产的25#变压器油(RB一80)介损稳定性与优质环烷基油(如NY—NAS公司的产品)在同一水平,见图4。
(6) 关于含水量和带电度。经过相同的处理手段后各油样的含水量值也呈现出差异,总体趋势是环烷基油样脱水较容易,这种现象也与保定变压器油厂实际使用中油品的表现相吻合。据相关资料介绍,带电度的大小在一定程度上与介损值相关,但在本次测定中各油样的带电度与介损值问的相关性不甚明显。