浅谈变压器用油化验分析

齐晓辉牛如清

摘要：在电力系统中，电力变压器是一个非常重要的组成部分，起着变换电压和保持电能稳定的作用。变压器油是最基本的绝缘材料之一，充满整个变压器的油箱，起到绝缘、散热和冷却等作用。油品的质量直接影响着变压器可靠，安全，经济，优质的运行。因此，变压器用油化验工作对于电力设备的使用寿命和保障了电力设备的安全性能，在电力系统中很好的开展起着很重要的作用。

关键词：电力系统；变压器；用油化验

0前言

随着电力系统自动化的迅速发展，对供电可靠性的要求日益提高。对于电力变压器—电力系统中重要电气设备的安全运行水平、经济效益以及对可靠性的要求也越来越高。为了适应目前形势对电力系统的要求，必须加强变压器的维护、检修和巡查等工作。在变压器运行中，油务化验工作在电力系统中是一项非常重要，综合技术很强的工作，油化验项目及油的性能变化对变压器的影响，为预防电力系统不良事故的发生有重大帮助。现就实验室变压器用油化验常规开展的项目进行浅析，主要体现在以下几个：

1水分

油品水分检测是油品基础性能检测的重要指标，油中水分会对正常运行的变压器造成严重威胁的原因是变压器油中存在的微量水分会加速油品各项性能的劣化，导致设备的绝缘性能大大降低，缩短电力系统设备的寿命，严重时可导致绝缘击穿、烧毁设备等重大事故。因此，通过控制变压器油中微水含量不仅可以防止其绝缘强度降低至危险水平，还可以对变压器整体绝缘状况进行评估以及对设备密封性做出判断。

运行变压器油中的水分含量检测采用卡尔?费休法，参照GB7600-1987《运行中变压器油水分含量测定法（库伦法）》。在测定过程中，保持环境干燥、样品均匀和干净的卡氏试剂及电极，是卡尔?费休库仑法测定微量水分结果准确可靠的重要保证[1]。

2酸值

在电力系统中，随着变压器运行时间的增加，变压器油在变压器运行中会发生缓慢氧化，会产生热老化和电老化，油中含有的各种酸以及酸性物质浓度会增加，这将导致油品劣化、出现油泥，破坏系统绝缘强度。而反映油品老化程度的首要指标是“酸值”。通过测定变压器油质酸值，能及时掌握变压器油品情况，有利于提出预防处理措施。

按照GB/T7599—1987《运行中变压器油、汽轮机油酸值测定法（BTB法）》对样品酸值进行测量，该方法是采用沸腾乙醇抽出试样中的酸性成分，再用氢氧化钾乙醇溶液进行滴定，中和1g油中酸性成分所需的氢氧化钾毫克数即为酸值。试验过程中进行两次平行测量取其平均值。检测过程中，为了降低油品酸值测定不确定度分量的影响，提高实验室酸值测定的精准度，可通过增加重复性实验次数及提高实验人员操作水平减低重复性分量，可通过采用精度更高的滴定器降低滴定体积带入的误差分量[2]。

3耐压强度

变压器油的耐压强度试验是一项重要的质量标准，直接关系到设备的安全运行。通常情况下，绝缘性能的好坏直接反应了变压器油击穿电压的强弱，并且变压器使用的安全性和周期受到直接的影响和制约。同时击穿电压也是客户验收油品的重要测试项目。测定绝缘油的击穿电压，实际上是在衡量绝缘油中杂质含量的多少，即判断绝缘油被污染的程度。油中水分、灰尘和纤维等杂质越多，击穿电压越低。

目前，GB/T507-2002《绝缘油击穿电压测定法》和DL/T429-1991《电力系统油质试验方法》等是比较常用的绝缘油击穿电压测试方法的标准。在对试样进行击穿电压测定时，一定要严格按照国家标准执行，主动将影响因素造成的误差控制到最小，避免人为差错造成试验结果误差。操作过程中要注意以下几点：①试验前，要用待测试样将油杯洗涤2～3次。试样注入油杯时，应徐徐沿油杯内壁流下，以减少气泡。②每次加压试验前要检查确定电极间没有气泡和游离碳。③凡试验过劣油后，必须以丙酮洗涤，然后进行30℃~50℃烘干后方可继续使用。④试验时，若需改变样品，要用适当的溶剂将以前的试样残液除去，再用干燥待测试样清洗装置，排出待测试样后再将试样杯注满进行检测。⑤油杯和电极需保持清洁，在停用期间，必须盛以新变压器油保护。⑥每一种绝缘油尽量使用一只特定试验杯[3]。

4介质损耗

变压器可靠性衡量的一个重要指标就是介质损耗。为保证电力系统的安全运行，必须加强对变电站主变压器绝缘的监测，介质损耗测量是绝缘预防性实验中必不可少的测试项目。通过对介质损耗测量可以反映电气设备绝缘一系列缺陷，如绝缘受潮，油或浸渍物脏污或劣化变质，绝缘中有气隙发生放电等分布性缺陷的效果尤为明显。对于发现体积和容量小的设备中的局部性缺陷也有很好的效果。因此高压设备的绝缘试验是保证电力系统安全运行的可靠保证，其中介质损耗角的测量是发现电气设备绝缘缺陷的一种有效手段。

关于介质损耗监测的方法，国内外展开了深入的研究和应用，并已经取得了比较显著的效果。其中徐志妞等[4]在傅里叶算法用于测量介质损耗中做出了误差分析，指出：傅里叶算法在初始相位变化范围内介损角误差的最大值、最小值大致互为相反数，介损角最大误差与频率偏离系数和电压与电流信号的相位差近似存在线性关系；介损角最大误差约为频率偏离系数乘以电压与电流信号的相位差。因此，欲减少介损角测量误差可采用缩小采样得到电压与电流信号的相位差等方法。

5色谱分析

变压器是电力系统主要设备之一，保证变压器安全可靠运行，对提高电力系统的供电可靠性具有十分重要的意义。当变压器发生过热、放电和受潮等故障时，充油电气设备内的绝缘油、纸等材料老化、分解产生H2、各种烃类及CO、CO2等气体。油中气体的组成和含量与故障的类型及严重程度密切相关。通过变压器绝缘油溶解气体含量分析，取这些气体作为故障分析的特征气体，进行色谱分析，并结合相关运行情况、电气试验等进行逻辑排除和综合判断，可以准确得知变压器绝缘水平，通过各个组分含量比值，能迅速查处故障点，对于具体故障位置进行定位，为排除变压器故障提供有力技术保障。变压器油色谱分析是开展大型电力变压器故障诊断和预测的一个重要手段[5]。

目前，常规试验项目和定期油色谱分析有一定的局限性，如不能及时发现变压器存在的潜伏性安全隐患，可能发生重大安全事故，影响变压器安全稳定运行。因此，对大型变压器开展油色谱在线分析意义重大。变压器油色谱在线分析系统的工作原理是：借助油样采集系统的自动清洗功能，循环清洗连接管道内残留的死油。清洗完毕后，开始油样采集、进样，分离油中溶解气体，把气体组份数据上传至数据采集系统，开始数据转换，并分类存储到嵌入式处理系统中，进行计算、分析和整理，将整理后的数据通过数据接口，传送到数据处理平台，进行试验数据诊断分析。通过气相色谱分析变压器绝缘油中溶解的气体，能尽早的发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障，是绝缘监督的一种重要手段。这一检测技术可以在设备不停电的情况下进行，而且不受外界因素的影响，可定期对运行设备内部绝缘状况进行监测，确保设备安全可靠运行。

6结语

在电力系统中，变压器油作为绝缘材料同时还是一种很好的散热、冷却介质，对于电气设备的安全、平稳运行起着重要的作用。为了预防变压器引发安全事故，电力用油化验监督承担着重要的角色，本篇论文对变压器用油化验开展的常规项目与检测技术进行浅谈及分析，以期对促进我国电力行业的进一步发展提供一定的帮助。

参考文献：

[1]张战军，温丽瑗，吴世逵等.卡尔?费休法测定石油产品水分的影响因素分析[J].当代化工，2015，12（44）：2936-2938

[2]陈晓琳.测定变压器油酸值的不确定度评定[J].机电信息，2016：82-83