摘要：工业石油的使用范围非常广泛，工业油使用中起到绝缘，灭弧，润滑，隔热，密封、抗燃等作用。但是在长期使用中，由于水分污染，气体污染，颗粒污染，微生物污染等原因，工业油劣化，劣化后的工业油直接影响到设备的运行安全和设备的使用寿命，因此需要对污染的变压器油进行净化。对于用油量小且方便更换的设备，如汽车的机油，机器的润滑油，可以直接补充或更换，但是对于用油量大且更换困难的设备，如变压器等，需要进行停电滤油，停电滤油影响设备的正常使用，需要人工的参与，且不利于生产和电力系统正常的运行。因此本文提出变压器在线滤油，在线滤油不影响生产的需求，且能提高工作效率，实现变压器带电滤油安全作业。
关键词：变压器；在线滤油；应用
1 变压器滤油机的结构技术分析
1.1 流量控制技术
常规滤油机的流量调只能通过手动关闭相应阀门来实现，这种调节流量的方式，调节的范围小，能耗消耗大。因为通过调节相应阀门，并没有改变电机的转速，油泵还是按照正常流速工作，调整球阀后，虽然流量减小，但这种方式使油泵进出口大小与油泵流速不成比列关系，即发电机的电磁功率和机械功率不相等，发电机转速发生变化，造成油泵异常响动，且发电机的定子端部温度升高，影响油泵寿命，而且只能使流量比减小，不能调大。而电机在转速（电磁功率）不变的前提下，输出功率减少，不仅使电机功耗增大，外壳温升提高，降低了工作效率。流速控制装置主要由变频器、流量传感器和PLC组成。通过流量传感器检测出实时流量数据，并将结果传输于PLC控制器，PLC控制程序将实时油量和所需设置出油量进行比较，通过程序和控制模块进行运算，计算得出所需输出的频率，变频器根据通讯频率数据值输出该频率的驱动电源，驱动交流异步电机，交流异步电机按照该频率驱动油泵，从而控制油泵的输出流量，达到油流的流量可在7L/min-80L/min（误差±0.2L/min）的目标。
1.2 温度采集技术
在滤油机的使用中，一般需要对油液进行加热，经加热的绝缘油能更好的脱去油液中的水分以及增强油液在通过滤芯的速度，从而提供过滤效率。滤除结束后，因为滤芯为高分子材料，采用物理拦截的方式滤除杂质，致密的结构使油液通过滤芯时会产生一定的压力，为了保护滤芯，延长滤芯使用寿命，同时提高通过效率，也需要对油液进行加热。滤油机带有高温保护装置，当变压器油超过设定值时，变压器报警，以防止过负荷或故障，变压器油在过滤过程中进行了加热，过滤后的绝缘油温度可以超过变压器预设的报警值，为了防止变压器误报警，就需要对滤油机出口绝缘油温度进行控制，采用散热装置，使变压器油温度降低。
为了解决上述问题，提出的变功率加热方式，变功率加热方式引入晶闸管作为控制器和PID算法对加热趋势进行预测，从而实现对变压器油选择性加热，提高加热效率，防止油温过高等。
2 变压器在线滤油装置需满足的条件
（1）若加热的温度过高，会对油的特性产生永久性的破坏；若温度太低，又不能把油中的水分排出，因此在油处理工艺中需把温度和真空值控制在适当范围内。（2）在线滤油装置在运行中，要保证在变压器内不会产生油流带电的结果，不出现变压器非电量保护装置动作发出信号或跳闸事故。（3）在线滤油系统在滤油过程中出现电压异常或本体漏油等异常情况时，可以有效地隔离油路、停电报警，在滤油过程中具有远方运行状态检测及控制的功能。（4）在线滤油装置不会因本身原因产生故障特征气体。（5）在线滤油过程中能脱气、脱水和滤除杂质，保持油的良好绝缘特性和稳定性。
3 变压器在线滤油技术应用
某220kV变电站2号主变型号为OSFPS7-150000/220，变电容量为15万kVA，电压等级为220kV，冷却方式为风冷强油循环。某日主变本体油含气量超标，轻瓦斯继电器频繁动作。经现场主变本体油色谱及瓦斯继电器内气样分析，试验数据如表1所示。甲烷、乙炔、总烃油色谱分析数值在合格范围内，即变压器本体内部不存在高能量放电，采用气样平衡法分析特征气体后，确定是由于在运行过程中1组冷却器潜油泵渗漏油而存在负压区，导致大量空气进入主变本体引起变压器油中含气量增加并达到饱和状态，当外界环境温度变化，油中气体析出引发主变本体轻瓦斯继电器频繁动作发信。
找到气体瓦斯继电器频繁动作的原因后，对冷却器强油泵处作了封堵处理。为提高220kV变压器的安全、可靠运行和保证供电可靠性，降低变压器本体绝缘油的含水量和含气量，提高绝缘油的绝缘特性，加装在线滤油装置对2号主变进行带电滤油，使用前后变压器油监测数据变化情况如表2所示。
从表2中可以看出在加装在线滤油装置后，氢气、一氧化碳、油中含气量及油介损、微水随着时间的推移逐渐减低，油耐压试验值逐渐增大，油的电气绝缘强度提高。
主变冷却方式为风冷强油循环，在线滤油初期由于只启动2组冷却器，主变本体油循环不彻底，导致油中含气量数值出现波动，将主变全部冷却器投入运行后含气量逐步下降并趋于稳定。在线滤油装置采用低真空、小流量的工作方式，在短时间内主变本体油中的特征气体含量下降较缓慢；氢气、一氧化碳由于分子量较小，气体含量下降的幅度较大。
4 结语
在线滤油技术在某变电站220kV变压器上的应用表明，在线滤油能在变压器不停电的工况下，成功降低变压器绝缘油的含气量和含水量，使得油的电气绝缘强度显著提高，绝缘性能稳定。并且减少设备停役时间、降低检修劳动强度和运行成本，提高变压器的使用寿命和可靠运行率，采用小流量、低真空的工作方式，可杜绝油流带电及瓦斯动作的可能性，具有良好的经济效益和推广价值。
参考文献：
[1]变压器有载分接开关在线滤油装置应用分析[J].范顺龙，邵涤球，李志军，吴小虎.安徽电力.2014（03）
[2]钱旭耀.变压器油及相关故障诊断处理技术[M].北京：中国电力出版社，2008.
论文作者:安夏玮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
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