摘要：本文浅析低温对变压器油的影响，并结合我站实际情况，对变压器油温较低会否带来安全问题进行初步探讨。
关键词：变压器油；低温；运动粘度；含水量
1 概述
长期以来，对变压器安全运行，人们一直关注的是变压器的高温环境及温升限值，对承担变压器散热作用的变压器油的温度控制高度重视，在各种规程和相关技术资料中，对油温的高温及温升限值都进行了严格、明确的要求，实际运行中也对其降温散热作为重点工作给予高度重视，务必要保证其冷却系统运行良好。但是对变压器油的低温限制却未过多提及，那么油温过低是不是就对变压器油没有影响呢，是否变压器油的运行温度控制得越低，对变压器就越好呢，答案是否定的，变压器油温低到一定程度对油的运动粘度、含水量是有影响的。
2 低温对变压器油的影响及防范措施
2.1 温度对变压器油运动粘度的影响
变压器油除了起绝缘作用外，还起着散热的作用，是传递热量的介质。变压器油在变压器中是循环流动的，任何流体都具有粘性，不同温度下流体与其粘度的比就是运动粘度。运动粘度过小，流速过高，油流与绝缘材料磨擦产生静电电压越高，油流带电可使变压器电场产生畸变，使工作安全性降低；运动粘度过大，流动性差，热传导慢，影响散热，当温度降到油的凝固点时，就会失去循环对流和传热能力，影响散热和油泵的启动。
2.2 温度对变压器油含水量的影响
无论采取什么措施，都不可能彻底完全的去除变压器中的水分。水分对绝缘介质的电气性能和理化性能都有极大的危害，它会降低油品的击穿电压、增加介质损耗因数、还能促进有机酸对铜、铁等金属的腐蚀、催化油的氧化等。变压器中的水分主要存在于变压器油和绝缘材料中，在变压器油中，水分主要以溶解水、悬浮水、沉积水三种形态存在。在一般情况下，变压器运行时，油温升高，油中含水量增加而绝缘材料中含水量降低，即绝缘材料中的水分向油中扩散，此时水以溶解水的状态存在于油中；如果水在油中达到饱和溶解度后，油温降低，扩散方向相反，但水分从绝缘油当中再流回到绝缘材料的可逆变化虽然存在，然而其速度却会相当缓慢。因此因温度降低、变压器油溶解度降低而析出的部分溶解水成为悬浮态水分，悬浮水大量聚集时，形成大水滴与变压器油分离，而沉积于油箱底或者沉在冷却器底部。当变压器重新投入运行时，冷却器底部的水会由油泵导入变压器线圈，同时水向变压器的高场强区移动，造成潜在危险。可见随着油温的变化，水存在于油中的三种形态也可以互相转化，所以油温对变压器油含水量的影响是比较明显的。
2.3 防范措施
防止低温对运动粘度的影响，主要措施是根据变压器工作的环境气象条件，选择对应牌号的变压器油。在旧的变压器油的命名中采用了以凝固点作为变压器油的牌号。当变压器油的凝固点不高于-10℃时，就是10#变压器油；当凝固点不高于-25℃时，就是25#变压器油；当凝固点不高于-45℃时，就是45#变压器油（变压器油标准GB2536）。而在IEC60296:2003中，“凝点”一项不再采用，只保留了“倾点”。倾点是指油品在规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度，倾点一般比凝点高3℃，同时在标准建议倾点比最低冷起动温度至少低10℃。因此目前通用的10#、25#、45#三个牌号变压器油的最低冷起动温度分别是3℃、-12℃、-32℃。
变压器油含水量的控制主要是对油品质量的把关。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆合格的变压器油是不允许存在悬浮态水分，更不允许有沉积水发生。所以变压器油中的溶解水分有严格的限制，其界限是在-40℃以上的时候油中不至于发生过饱和而析出悬浮态水分。这也是目前国标把220kV变压器油含水量限制在25mg/L以下，110kV含水量限制在35mg/L以下的理由之一。
3 低温对我站主变运行的影响
3.1 沙溪水电站概况
沙溪水电站位于嘉陵江干流阆中段，地处阆中市沙溪场上游5公里，该地域属亚热带季风气候，雨量少，属寒冷冬干型气候。多年平均气温10℃左右，极端最高气温39ºC，最低气温-4.6ºC。电站安装3 台单机容量29MW 的灯泡贯流式机组，设计额定水头10m，总发电引用流量980.04m3/s，设计年发电量3.8亿Kwh，电站设置220kV油浸式变压器两台，一回220kV出线与大网相连，年利用小时数4368小时。
3.2 电站主变参数及运行方式
沙溪水电站220kV1#、2#主变压器由特变电工股份有限公司新疆变压器厂生产制造，容量分别为40000kVA、75000 kVA，冷却方式为强迫油循环风冷，变压器有3组冷却器，每组冷却器由一台潜油泵和三台冷却风机组成。三组冷却器的控制回路相互独立，通过程序控制实现轮换运行，每台冷却器有自动、现地、切除三种控制方式。
正常情况下，主变冷却控制系统均处于自动运行：当主变投运，PLC发启第一组风机信号，如温度低于30℃，启风机信号保持，但风机不投入运行，当温度高于30℃，风机运行，当温度升高到45℃时，第二组风机投入运行，当只有两组风机运行时，运行8小时，风机进行切换；当温度升高到55℃时，第三组风机投入运行，当三台风机都投入运行时，PLC不计时切换风机。当温度下降到30℃以下，则风机继续运行30分钟后停止，但启风机信号保持，如温度上升到30℃以上时，风机随即启动。主变风机全停的条件为：当温度降低到45℃以下时，PLC接收到主变停运信号，立即停运全部风机。
3.3 低温对我站主变运行影响的安全性分析
根据当地气象件，沙溪电站变压器选用的是25号变压器油，其最低冷起动温度为-12℃，也即是说变压器油油温降至-12℃，才会失去循环对流和传热能力。而当地极端低温为-4.6ºC，加之主变压器停运时间较少，油温基本不会出现降至0℃以下的情况，所以在此条件下，沙溪电站变压器油运动粘度所受到的影响微乎其微。
由于合格的变压器油含水状态变化界限是在-40℃，只要保证变压器油中水分含量在国标规定范围内，即使因温度使含水量变化，也不会引起水分的形态变化，因此要严格控制变压器油中的水分。在实际运用中，首先要把好新油关，在充入新油前，应对油品质量进行严控把控和验收，尽可能减少油品中的含水量；运行过的变压器油要定期进行微水检测，并采用真空滤油机对油品进行升温过滤，确保变压器油的油品质量，进而消除了温度变化对含水量的影响。
4 结束语
综上所述，温度在变压器油的运行过程中因低温对运动粘度、油中含水量会产生一定的影响，但是通过选用相应牌号的变压器油、确保油品质量是可以消除这些影响的。选择相应牌号的变压器油，主要是根据变压器的运行工况对油品的技术指标进行选择。而确保油品质量就需要实时把控，只要我们坚持按照相关标准对油品质量进行严格控制、定期检测，确保油品质量，就能从而保证变压器的安全运行。
作者简介
李昊（1970年生），男，四川阆中市人，电气助理工程师，擅长电气设备维护与管理。
论文作者:李昊,王雪颖,李果璠
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
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