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变压器油质及色谱分析

新油注入设备前必须用真空滤油设 备进行过滤净化处理,以脱除油中 水分、气体、及其他颗粒杂质,在 处理过程中经油质检验,达到要求 后方可注入设备。
新油净化后的检验指标
设备电压等级/kV 项目
500及以上 330~220 ≤110
击穿电压/kV
≥60
≥55
≥45
水分/(mg/kg) 介质损耗因数 90℃
每年至少一次 每年一次
GB/T6541 GB/T5654
击穿电压 2.5mm间隙 kV
每年一次
DL/T 429.9
≥35 ≥30 ≥1×1010 ≥5×109 ≤3 报告
三年至少一次 每年一次或 必要时 每年一次或 必要时
DL/T429.9
体积电阻率 90℃,Ω•m 油中含气量 体积分数% 油泥和沉淀物(质量分 数)%
二)化学特性
包括酸值、水溶性酸 、水分、 氧化安定性 、腐蚀性硫等指标
酸值和水溶性酸 酸值和水溶性酸
酸值是指中和1g变压器油中的全部游离酸所需要的 氢氧化钾毫克数,单位为mg(KOH)/g。 从油品 中所测得酸值,为有机和无机酸的总和,所以也称 总酸值,要求越低越好。变压器油中酸值大小从一 定程度上反映了油的精练深度和氧化程度。 变压器油的水溶性酸是指能溶于水的矿物酸,通常 用pH值表示。对于运行中的油来说,水溶性酸是油 老化产物之一,同时,有了水溶性酸反过来使油更 易老化。通过pH值的测定,可以判断油质的好坏, 油对金属及固体绝缘的腐蚀情况,油质劣化程度, 精制和再生的好坏,油可否继续使用等。
油中9 油中9种溶解气体的分析目的
被分析的气体组 分析目的 分 推荐检测 O2 气体 N2 必测气体 H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 了解有无放电现象或存在极高的过热故障点温度 CO CO2 了解固体绝缘的老化情况或内部平均温度是否过高 与CO结合,有时可了解固体绝缘有无热分解 了解脱气程度和密封(或漏气)情况,严重过热时也回极度 消耗明显减少 可了解N2饱和程度,与O2的比值可更准确分析的消耗情况。 正常情况下,N2、O2和CO2之和还可估算出油的总含气量 与甲烷之比可判断并了解过热故障点温度,或了解是否有局 部放电情况和受潮情况 了解过热故障点温度
二、变压器油的性能指标及质 量监督
一)物理特性 二)化学特性 三)电气特性 四)变压器油质监督标准及指标要求
一)物理特性
变压器油的物理特性主要包括: 颜色、透明度、凝(倾)点、粘 度、闪点、密度、界面张力等。
颜色和透明度
油品的颜色主要是根据肉眼的观察判定油品颜 色的深浅。油品的颜色决定于其中沥青、树脂 物质及其他染色化合物的含量。 油在储存和运行中,受环境的污染和自身的氧 化生成的树脂质等物的影响下,其颜色也会逐 渐变深。故油所接触的环境,如温度、光线空 气(主要是氧)、电场、电流等,都能促使油 质老化而使油的颜色变深。 如绝缘油的颜色的剧裂变化,一般是油内发生 电弧时产生碳质造成的,故观察油在运行中颜 色的迅速变化,是油质变坏或设备存在内部故 障的表现。
氧化安定性
变压器油在运行过程中不可避免地发生 氧化,在高温高负荷下,氧化会加速, 油与氧的化学反应称为油的氧化(或叫 老化、劣化)。而油抵抗氧化作用的能 力,就称为油的抗氧化安定性(或叫安 定度)。 进行新油评价时,氧化安定性是一项重 要指标。 添加抗氧化剂可提高氧化安定性。
水分
水分来源有外部侵入和内部自身氧化产 生两方面。 水分的危害: 1) 降低油品的击穿电压。 2) 使介损升高。 3) 促使纤维老化。 4) 对油质老化起催化作用。
凝(倾)点
变压器油的凝点(即凝固点)是指在规定的试 验条件下,将试油逐渐冷却,并将液面倾斜 45℃,经过1min后,油面不再移动的最高温度。 倾点又称流动点。油品在一定的标准条件下, 由固体逐渐加温溶解成液体后,从特定容器中 流出的最低温度,即称为倾点。油品的倾点一 般比凝点高2~3℃。 凝点是在规定条件下冷却至停止移动时的最高 温度。 倾点是在规定条件下冷却时,能够流动的最低 温度。 凝点用以表示绝缘油的牌号 。
500及以上 ≤ 330 750-1000 330~500及以上 (电抗器) 各电压等级
DL/T421
DL/T 423 或DL/T703
≤0.02
必要时
变压器油色谱分析技术
变压器油色谱分析对象及步骤 样品采集、保存及运输等要求 色谱分析周期等要求
变压器油色谱分析对象
按《DL/T 722-2000变压器油中溶解气体 《 分析和判断导则》要求一般分析9种气体 》 或8种气体,最少必须分析7种气体,即 H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、CO、 CO2、N2、O2。其中N2、O2是推荐检测 的气体,其余为必测组分。
设备电压等级/kV
500及以上 330~220 ≥55 ≤15 ≤0.005 -≤110 ≥45 ≤20 ≤0.005 --
注:对于500kV及以上设备油中洁净度指标按相关要求执行
四、新设备投运通电前的检验
在变压器投用前应对其油品按GB/T 7595-2008中“投入运行前的油”的质量 指标要求作一次全分析,并进行气相色 谱分析,作为交接试验数据。
密度
单位体积内所含物质的量,其单位是kg/m3、 g/cm3或g/mL,以符号ρ表示。变压器油密 度与温度有关,规定在20℃时的密度为标 准密度,一般为0.8~0.9g/mL。实际应用中 必须表明温度,或计算成标准密度。
界面张力
绝缘油的界面张力是指在油-水两相的交界面上, 由于两相液体分子都受到各自内部分子的吸引, 各自都力图缩小其表面积,这种使液体表面积 缩小的力称为界面张力。 因油老化后生成的酸类、皂类都是亲水的,引 起油-水交界面上的分布改变,使界面张力减 小。油中氧化产物越多,则界面张力越小。 该指标可反映出新油的纯净程度和运行油老化 状况。
闪点
在规定的条件下,将油品加热,随油温的升高, 油蒸汽在空气中(油液面上)的浓度也随之增 加,当升到某一温度时,油蒸汽和空气组成的 混合物中,油蒸汽含量达到可燃浓度,如将火 焰靠近这中混合物,它将会闪火,把产生这种 现象的最低温度称为石油产品的闪点。 闪点是保证变压器油在储存和使用过程中安全 的一项指标。
变压器油色谱分析步骤
包括取样、从油中脱出溶解气体及进行 油中气体的色谱分析。 变压器油的脱气方法一般采用机械振荡 法,仲裁方法采用水银真空泵法(托普 勒泵法)。
油中气体的色谱分析
① 由载流气体将已从油中脱出并待分析的气样(用进 样注射器从气路的进样口注入)带入色谱柱中; ② 装有固定相的色谱柱将混合气样分别按不同组分分 离(根据不同气体组分分离的要求,色谱柱中装有不 同的固定相,如分子筛、硅胶等); ③ 载气将已分离的各组分气体,按不同的时间依次进 入鉴定器,鉴定器的信息由记录仪记录,告知各组分 气体的出峰面积。 ④ 色谱仪对气体组分的定性和定量是由已知组分和含 量的标准混合气样来标定,根据不同的脱气方法(包 括自由气体),通过计算求出各组分的含量。
电气性能
主要有绝缘强度、介质损耗因数 、 体积电阻率、析气性等
绝缘强度
变压器油的介电强度或击穿电压,是衡量在电 气设备内部耐受电压的能力而不被破坏的尺度, 可用来判断变压器油含水和其他悬浮物污染的 程度,可注入设备前油品干燥和过滤的程度。 是衡量在电气设备内部耐受电压的能力而不被 破坏的尺度。 该项试验可以判断油中是否有水分、杂质和导 电微粒,但不能判断油品是否存在酸性物质或 油泥。
变压器油质及色谱分析
湖南省电力公司技术培训部
主要内容
变压器油质及色谱分析的目的和 意义 变压器油的性能指标及质量监督 变压器油色谱分析技术 变压器油色谱油质监督的目的,就是通过监测变压 器油的各项理化、电气性能,确保变压器油 质满足充油电气设备的安全运行要求,通过 变压器油中溶解气体分析即色谱分析技术, 能够分析诊断运行中变压器内部是否正常, 及时发现变压器内部存在的潜伏性故障,掌 握充油电气设备的健康状况。变压器油质及 色谱分析监督的优势还在于其不需要停电就 可进行检测,能为状态检修提供技术支持, 在目前实施状态检修后,重要性更加突出。
试验方法 外观目测 GB/T7598 GB/T264 GB/T261
水分
≤15(mg/L)≤25 ≤ 35
每年至少一次
GB/T7600
界面张力 25℃ mN/m 介质损耗因数 90℃
≥19 ≤0.020 ≤0.040 ≥60 ≥50 ≥45 ≥35 ≥35 ≥30 ≥1×1010 ≥5×109 ≤2 ≤3 ≤5 ≤0.02
腐蚀性硫
腐蚀性硫即能腐蚀金属的活性硫化物或游离硫。 变压器油中不允许有活性硫,哪怕只有十万分 之一,都会对导线绝缘发生腐蚀作用,因此新 油必须进行活性硫试验,合格后方能使用。 用一定规格和质量的铜片或银片,在规定的条 件下,可定性检验出油品中是否有腐蚀性硫。 方法灵敏度高,可检出百万分之一的活性硫。
变压器油质监督标准及指标要求 变压器油质监督应包括从新油评定验 收、新油脱气注入设备前的检验、新 油 注入设备进行热循环后的检验、新设 备投运通电前的检验及运行中变压器 油的周期检定验收等全过程监督
新油验收
220kV及以下变压器使用的油应符合应符 合GB 2536 标准要求,并按标准规定的 项目、指标进行验收。500kV 及以上变 压器用油性能指标除符合GB 2536 标准 要求外,还应符合IEC 60296—2003标准, 两者不一致时以IEC 60296 为准。优先选 择环烷基变压器油。
粘度
液体受外力作用移动时,液体分子间产生内摩 擦力的性质,称为粘度 。 粘度通常分为动力粘度(绝对粘度)、运动粘 度和条件粘度三种。 变压器油通常所测的是运动粘度。由于变压器 油的功能之一是进行热传导的冷却作用,并填 充于绝缘材料的缝隙之间,所以变压器油的粘 度应较低才能充分发挥该功能,指标只有上限。
GB/T7595-2008 标准 透明,无杂质和悬浮 物 ≥4.2 ≤0.1 ≥135
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