新變壓器油介損不穩(wěn)定的實驗室研究
1前言
裝入變壓器前，變壓器油的90℃時的介損值一般均在0。1％左右，由于運輸途中難以避免的污染，再加上變壓器油的現(xiàn)場使用單位對油的含水量、含氣量提出了很高的要求，因此在使用前都要對油進行凈化處理。處理過程包括過濾和真空脫水、脫氣。處理過程中發(fā)現(xiàn)，經過反復過濾和脫水脫氣，有時變壓器油的90℃介損不僅不降低，反而會升高。當升高幅度不大時，例如介損值低于0．5％，尚不影響使用，但有時上升劇烈，可達1％以上，甚至超過3％～4％，而此時油的其他指標均已達到合格標準：含水量低于10弘g詹，擊穿電壓上升至60～90 kV，油中微粒含量已大大優(yōu)于未經處理的油。但是這種油的介損值并不穩(wěn)定，當用強光照射時，介損值可在數(shù)小時內降低至0．1％以下，常稱其為介損不穩(wěn)定的油。
近年來由于各大型變壓器廠陸續(xù)引進了國外的油處理設備，因而油處理工藝跟國外已經基本相同，而不同廠家生產的變壓器油，同一廠家不同時期生產的產品，處理后的介損表現(xiàn)差別明顯。為了弄清楚造成這種現(xiàn)象的原因，中國石油錦西石化分公司(以下簡稱錦西石化)與保定變壓器廠合作，收集了多種不同生產條件，不同配比的變壓器油樣，從實驗室模擬油處理過程入手，考察各種油樣在處理前后的表現(xiàn)，試圖從變壓器油的生產環(huán)節(jié)中找出新變壓器油介損不穩(wěn)定的原因。
1處理新變壓器油的實驗窒研究
1．1處理測試用儀器設備
(1)過濾裝置。氣壓式油過濾裝置，用壓縮空氣作動力，使油通過一層定量濾紙。氣壓調節(jié)至0．25MPa，流量控制在100～200 mL／min，濾紙面積490姍n2。這種過濾方式與油處理實際工藝是相似的。
(2)真空脫水脫氣裝置。PHILIPS變壓器油脫氣裝置。手動控制進樣口閥門，使真空室真空度維持在30--50 Pa。這一真空度與實際生產過程的真空度相同。
(3)水分測量儀器。日本產AQ一6型微量水分測定儀。
(4)介損測量儀器。瑞士TETTEX產2821電橋，2903測量電極。
(5)變壓器油帶電度測定儀。電力部電力科學研究院研制的變壓器油帶電度測定儀。
1．2樣品來源
(1)錦西石化提供的各種不同工藝條件下生產調制的25#變壓器油。
(2)錦西石化供應保定變壓器廠的25#變壓器油。此批油在保定變壓器廠使用過程中介損值曾大幅上升，經保定變壓器廠采取措施處理后介損值下降至0．11％。
(3)新疆克拉瑪依生產的環(huán)烷基25#變壓器油、大港煉油廠生產的環(huán)烷基25#變壓器油及瑞典NY．NAS公司生產的NYTR011GB變壓器油。
1．3實驗步驟
(1)首先測定各油樣在原始狀態(tài)下的90℃介損值和帶電度。
(2)模擬變壓器油在使用前的處理過程。實驗室內用一套氣動加壓過濾裝置(2．1．1)，使油通過裝有一層濾紙的過濾器，維持氣壓在0．25 MPa，空氣流量為100～120 mL／min，更換濾紙，并反復過濾5次，然后讓油樣通過一個真空脫氣裝置，調節(jié)進樣口的針孔大小，使油噴人真空室，并維持真空度在30～50 Pa之間。目的是脫去油樣中的水分和空氣。
(3)經過真空處理的油樣，分別測定含水量、90℃介損和帶電度。測定含水量的目的在于控制含水量低于某一水平并監(jiān)視真空處理效果。測定帶電度的目的是評價帶電度和介損的相關性。
(4)將經過真空處理的油樣移人無色透明的磨口試劑瓶中，置于強光下照射4 h以上。
(5)測定經過強光下照射后的油樣的90℃介損和帶電度。
1．4實驗數(shù)據(jù)分析
(1)從表1實驗數(shù)據(jù)分析可清楚地看到，錦西石化生產的糠醛精制25#變壓器油存在著一定的介損不穩(wěn)定現(xiàn)象。而克拉瑪依煉油廠、大港煉油廠以及NYNAS公司生產的變壓器油在處理過程中的介損不穩(wěn)定現(xiàn)象不明顯。實驗室中油樣的這些表現(xiàn)與保定變壓器廠在實際使用中幾種油樣的表現(xiàn)相吻合。這三家公司的油品均系環(huán)烷基油，而錦西石化為石蠟基油。介損不穩(wěn)定現(xiàn)象與油基是否直接相關，是否與脫蠟工藝、精制工藝相關，尚需進一步驗證。錦西石化原來采用酸堿精制工藝生產的變壓器油在處理過程中沒有介損不穩(wěn)定現(xiàn)象，此結果與保定變壓器廠使用中油的表現(xiàn)相吻合。
本次試驗選取了幾種用不同工藝路線和配方生產的變壓器油進行了對照試驗，從實驗數(shù)據(jù)分析其對介損值的影響存在著顯著的差別。由表1還可知，新生產的25#變壓器油介損穩(wěn)定性較好。
(2)采用脫蠟一精制工藝，還是采用精制一脫蠟工藝生產變壓器油，對油品介損值沒有影響。精制深度對油品介損值有一定的影響，考慮到生產效益，在保證油品質量的前提下精制深度適宜為好。
(3)不同的抗老化添加劑對油的介損值的影響差別顯著，RA、RB均比T501表現(xiàn)優(yōu)秀，見圖2。(4)T501加入量以0．5％以下為宜。加入0．5％以下時，對介損不穩(wěn)定的影響規(guī)律性不明顯，但是超過0．5％以上時，即產生明顯影響，見圖3。
(5)按錦西石化新工藝、新配方生產的25#變壓器油(RB一80)介損穩(wěn)定性與優(yōu)質環(huán)烷基油(如NY—NAS公司的產品)在同一水平，見圖4。
(6)關于含水量和帶電度。經過相同的處理手段后各油樣的含水量值也呈現(xiàn)出差異，總體趨勢是環(huán)烷基油樣脫水較容易，這種現(xiàn)象也與保定變壓器油廠實際使用中油品的表現(xiàn)相吻合。據(jù)相關資料介紹，帶電度的大小在一定程度上與介損值相關，但在本次測定中各油樣的帶電度與介損值問的相關性不甚明顯。
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