殷峰
国网滨州供电公司 256600
摘要：变压器油的稳定性对变压器的正常运行具有重要影响，高温条件下，变压器油稳定性很差，提高变压器油在高温下的稳定性必须要对其影响因素和原理进行深入的探究，
关键词：变压器油高温下介 质损耗因数 劣化污染
前言：变压器油的氧化速率会随着温度的升高而加快，环烷基变压器油与其他油基的变压器油相比，其抗氧化性能较强，且变压器油具有较强的溶解性，可以有效溶解油泥，保证变压器正常运行。一定温度下。在变压器油中添加抗氧化剂对增强其抗氧化性具有一定影响，但在温度过高时会失去效果。综合这些因素，为有效提高变压器油的稳定性，可以选用精制的环烷基变压器油，并添加抗氧化性较强的抗氧化剂，并尽量降低变压器运行的温度，以保证变压器油的稳定性。
1 产生异常的原因分析
1.1油中浸入溶胶杂质
变压器在出厂前残油或固体绝缘材料中存在着溶胶杂质，注油后使油受到一定的污染；在进行热油循环干燥过程中，循环回路、储油罐内不洁净或储油罐内有被污染的残油，都能使循环油受到污染，导致油中再次侵入溶胶杂质。
1.2微生物细菌感染
变压器油中的微生物细菌感染问题，是目前变压器油研究的关注点之一。通常认为，微生物细菌感染主要是在安装和大修中苍蝇、蚊虫和细菌类的侵入所造成。在吊罩检查时发现有一些蚊虫附着在绕组的表面上，它们也有滤过的特性，大致可分为微小虫类、细菌类、霉菌类等，它们大多生活在油的下部沉积层中。由于污染所致，在油中含有水、空气、碳化物有机物、各种矿物质及微量元素，因而构成了菌类生长、代谢、繁殖的基础条件。变压器油在运行时的温度也是微生物生长的重要条件，故温度对油中微生物的生长及油的性能有一定影响，试验发现冬季的tgδ值较稳定。
1.3热油循环使油的带电倾向增加，导致tgδ值升高
大型变压器安装结束之后，要进行热油循环干燥。一般情况下，制造厂供应的新油，其带电倾向很小，但当注入变压器以后，有些仍具有新油的低带电倾向，有些带电倾向则增大了。经过热油循环之后，将使所有油的带电倾向均有不同程度的增加。油的带电倾向与变压器内所用的绝缘材料、油品及油的流速、温度等因素有关，所以在处理油的过程中，要特别考虑影响带电倾向增加的因素。
1.4铜、铝和铁金属元素含量较高
由于油浸电器多为金属组合体，油中难免含有某些金属元素。有人根据其试验结果提出，铜、铝和铁等金属元素含量较高是油介质损耗因数增大的主要原因。这是因为这些金属元素对变压器油的氧化起催化作用，使油产生酸性氧化物和油泥。酸性氧化物腐蚀金属，又使油中的金属含量增加，加速油的氧化，导致其介质损耗因数增大。
1.5补充油的介质损耗因数高
某变压器，补充2.5t（约占总油量的10%）油后，测量其介质损耗因数，结果显示：在70℃时为5.29 %，超过《规程》要求值。为查找原因，测试补充油的介质损耗因数，其结果是：在32℃时为5.75%；70℃时仪表指示超过量程无法读数。
《规程》规定，补充油的介质损耗因数不大于原设备内油的介质损耗因数，否则会使原设备中油的介质损耗因数增大。这是因为两种油混合后会导致油中迅速析出油泥，使油的绝缘电阻下降，而介质损耗因数增高。
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2 变压器在安装时受到污染
变压器在安装时附有尘埃、杂质，投入运行一段时间后，胶体杂质渐渐析出。胶体粒子直径较小，一般仅在10-9～10-7m，扩散慢，但有一定的活动能量，粒子可自动聚结，由小变大，为粗分散系，处于非平衡的不稳定状态。当超出胶体范围时，因重力而沉积，但胶体的的稳定性大，沉积时间缓慢，且受温度、电压的影响。由于胶体自动凝结，处于非平衡的不稳定状态，使分散系在各水平面上的浓度不等，一般认为：底部浓度及设备底部油的介质损耗因数较大，上层油的介质损耗因数较小，因此，取样部位的不同直接影响变压器油介质损耗因数的测定值。水在油与固体绝缘间的平衡交换在充油电气设备内，绝缘油和油浸绝缘材料中水的来源有两种，即外部侵入和内部自生。
2.1外部侵入。首先是在变压器等电气设备的制造过程中，绝缘材料虽经干燥处理，但其深层仍含有残余水分；其次在运输、安装过程中保护措施不当会使绝缘材料再度受潮；如果运行中呼吸系统进入潮气，通过油面也可渗入油内。
2.2内部自生。设备内部产生水分是指固体绝缘材料和变压器油在运行过程中，由于氧化热裂解而生产水分，绝缘油在运行温度下并有溶解氧存在时，其氧化作用加快，产生有机酸并同时生成水分。
水在纤维——空气与纤维——油中于一定温度下达到分布平衡，油和纸中所含的水份可相互转换，当温度较高时，油中含水率降低，纸中水分向油中扩散；当温度降低时，纸中含水率增高，而油中含水率降低，绝缘纸将从油中吸收水分，运行变压器油中含水量随油温、季节（气温）的变化由此而产生。油中含水量存在夏季高、冬季低的现象。但油和纸之间水分的平衡过程不能在短期内完成，对大型变压器在运行温度较为稳定的情况下，这种平衡要几个月才能达到，因此，绝缘油在高温下的介质损耗因数在不同季节测定时会发生变化。
微生物的污染由于油中含有水、空气、碳化有机物、各种矿物质，形成了微生物生长的基本条件，微生物在这种特殊的环境条件下生存并繁殖。油在高温下介质损耗因数的测定对油中微生物极为敏感，主变在不同时期内所带负荷不同，运行油温及微生物在不同温度下繁殖速度也不同，所以，油在高温下测得的介质损耗因数不稳定。此外，变压器油处在全密封、缺氧和无光的器身中，油中的微生物厌氧和厌光。对放置较长时间后进行介损测试，特别是在无光透明玻璃瓶中放置的，其介损值会变小。
不同试验设备的测量差异用不同型号、制造厂家的油介损测试设备进行同一油样试验时，存在随机和操作误差。当高压标准电容器的损耗值较大、电桥的准确读达不到要求或温控装置加热过快、过慢时，是影响油介损测量的直接原因。当用同一台设备进行重复试验时，两次测量差值不应超过0.01%，由于充电导体对绝缘油的介质损耗因数影响十分强烈，因此，对绝缘油的取样容器应注意防止污染，试验前必须彻底清洗测量电极（油杯），保证空杯的介损值小于5×10-5，并在湿度小的清洁的试验室内进行，将绝缘油试样注入测量电极，加热到终点温度后立即测量。在试验中发现即使不加压其损耗因数也可能会随时间而变化。一般认为：温度平衡时的初始试验值代表油样的真实数据，最好在达到温度平衡后立即测量。
结语：
综上所述，我们对同一台变压器油样进行取样跟踪试验过程中，发现了高温下介质损耗因数不稳定的现象，对于品质良好和未运行中未受到污染的绝缘油，不会出现此现象，如试验数据差异较大，又出现整体绝缘下降的情况，应对绝缘油进行吸附滤油处理。
参考文献：
[1]黄和璋.《电力变压器油介质损耗超标的防范措施》.沿海企业与科技，2010
[2]施首健，廖国文.《变压器油介质损耗因数升高的原因分析及处理》.浙江电力，2006
[3]林永平，周杰华，何冰等.《大型变压器油介质损耗因数异常的原因分析》.中国电力，2000
[4]宋爱华.《浅谈变压器油介损超标原因和防范处理》.变压器，2007
论文作者:殷峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/2
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