大型电力变压器安装中的绝缘受潮及预防

摘要：近年来，我国的电力工业有了飞跃的发展, 随着电力工业的发展和大型电力变压器安装方面的新的观念, 新的实践, 产生了许多新的经验。实践证明, 只要确保了变压器的安装工程质量, 大部分的停电事件就可以避免发生。改进大型电力变压器安装工艺, 提高安装工程质量, 对变压器的安装和经济运行具有非常重要的意义。

关键词：电力变压器、安装、保护措施

一、前言

变压器是发电厂及变电站的重要设备,运行中易发生多种故障,其中绝缘受潮是引发绝缘故障的主要原因之一。在变压器安装过程中,为了证实变压器铁芯、绕组、有载调压开关、引线及各部绝缘,在运输过程中有无发生变形及机械损伤,按照部颁《变压器运行规程》的要求,在投人运行前均应进行吊芯或吊钟罩检查,消除各种缺陷,确保设备安全运行。

但是在吊芯检查中,由于器身暴露在空气中,直接与大气接触,绝缘材料极易吸收空气中的水分,导致绝缘受潮,导电率增大,绝缘电阻下降。电气装置安装工程电气设备交接试验标准中规定:新安装或大修后的变压器,其绝缘电阻值,不应低于出厂试验值的70%,否则应查明原因进行干燥处理。超高压、大容量变压器一经受潮,在现场进行干燥处理困难较多,且条件恶劣、效率低、质量差,通常需要20~30天才能完成,造成大量人力、物力、财力消耗,同时拖延了工期,增加了工程投资,所以,在变压器安装施工中,如何有效防止绝缘受潮,是各级工程技术人员关注的问题。

二、大型电力变压器的绝缘防潮与绝缘状况测定

1、大型电力变压器的绝缘防潮

电力变压器绝缘状况的优劣和安全运行水平将直接影响整个电力系统的供电可靠性。大型油浸电力变压器的绝缘可分为内绝缘和外绝缘。外绝缘是空气绝缘,即套管上部对地和彼此之间的绝缘;内绝缘是油箱中的各部分间的绝缘,它又可分为主绝缘和纵绝缘两种,主绝缘是指某一绕组与接地部分间以及与其它绕组之间的绝缘,纵绝缘是指同一绕组各部分间的绝缘。

另外，要保证电力变压器安全可靠运行,首先必须在运输及安装过程中保持变压器的绝缘性能与出厂时(这里指内绝缘。因外绝缘出厂时已基本固定)一致,满足要求。这就要求变压器在运输及安装过程中必须严格防潮。变压器在工厂做出厂试验时,绝缘状态处于最佳状态,此后总趋势是不断下降的,而且安装阶段可能是发生突变的阶段。最极端的情况是绝缘强度跌落到丧失的程度,以至一投运就发生线圈烧损的事故;一般情况则随安装质量的高低,留下不同程度的隐患。由此可见,尽可能地保持和恢复出厂时的绝缘状态,是安装工作的首要任务。安装后的绝缘状态与出厂时的绝缘状态的差距大小,是衡量安装工作水平的一把标尺。为了保持和恢复绝缘,要做好防止污染,保持清洁等工作。污染源分固体杂质和气体杂质。对于固体杂质,要求在安装时对每一个待装零部件,都要认真清洗,用不掉纤维的白布蘸无水乙醇擦拭, 直到在白布上不见脏污颜色和杂质颗粒为止。对于气体杂质的清除,最有效的办法是进行真空处理。

2、绝缘状况测定

绝缘状况测定包括测量绝缘电阻、吸收比、极化指数、直流泄漏电阻和介质损耗角正切值( tgδ)等。安装后的变压器绝缘状况,与出厂的状况相比可能有不同程度的下降,现场和工厂的测量方法,也难免有差别。因此,交接试验结果和出厂值比较时，应进行综合分析，做出判断，并作为以后预防性试验的对比基准。需要特别说明的是,当绝缘电阻高到一定程度时,反而出现吸收比下降的现象。

三、变压器绝缘受潮的途径及其预防措施

在变压器安装露空检查时,器身绝缘全部暴露在大气中,吸潮途径有二条,一是水分直接侵人;二是从空气中吸潮,对此作以下分析,并提出相应预防措施:

1、水分直接侵人及其预防措施

这种现象极为严重,产生的主要原因是在检查过程中遇到下雨,雨水直接侵人并渗透到绝缘中,但是这各现象很少发生,预防措施主要有以下2条:（1）现场露空检查应选择在无风、无雨、无尘土飞扬的晴朗天气中进行,并做好遇突然下雨能及时落回钟罩的各项措施,同时现场应备有足够的防雨材料,如塑料布、帖布等。（2）在露空检查前一天,应详细询问当地气象部门,了解当地天气变化的趋势。

2、从大气中吸潮及其预防措施

根据变压器绝缘从大气中吸潮的物理过程知道,在露天检查变压器器身时,绝缘吸收大气中的潮湿是不可避免的,且绝缘受潮的程度与大气的相对湿度、大气温度、器身温度以及器身在大气中暴露的时间等诸因素有关。例如某电网变电站一台SFPZ一台120000/220变压器吊芯检查,开始器身温度与周围环境温度同为15℃,白天经过一段时间的日光强烈照射后,环境温度升到25℃,而器身温度升高较慢,仅达到20℃。此时测量大气相对湿度为85%,在这种条件下进行露空检查,当吊起变压器钟罩后,器身绝缘直接与潮湿空气接触,空气被迅速冷却到20℃,查图表,此时露点为23℃。由于低于露点温度,于是从空气中析出水分,并且凝结在器身绝缘上,这样时间长了,就会引起绝缘受潮。

为了避免上述情况的发生,所需采取的预防措施主要有以下4条:

（1）采用热油循环法,提高器身温度。在开盖露空检查前,根据现场的温度和相对湿度,确定露点。采用热油循环法将变压器身温度均匀提高到65℃左右,使吊罩后器身温度高于周围环境温度10~20℃,高于露点温度,这是防止绝缘受潮的有效方法。

（2）选择在空气湿度较小的天气吊芯检查。以前面所述的某电网SFPA一120000/220变压器为例,若当时大气相对湿度不是85%,而是75%,则此时露点为18℃,变压器器身温度为20℃,高于露点温度,就不会发生凝露现象。

(3)缩短检查时间。变压器器身绝缘从大气中吸收水分的过程是逐步发展起来的,实践证明受潮程度与器身绝缘暴露在大气中的时间有关,时间越长,吸收与渗透到绝缘内部的水分越多,绝缘受潮越严重。所以在吊芯检查时,需对器身暴露在大气中的时间加以控制。变压器运行规程规定:空气相对湿度为65%时,器身在大气中暴露时间应小于16h;空气相对湿度为75%时,应小于12h。实践证明:满足这一规定,绝缘受潮的情况很少发生。

（4）进行真空注油。按照部颁《电力变压器检修工艺导则》的要求,110kV及以上电压等级的变压器,在吊芯检查之后,应进行真空注油。这有助于排除器身绝缘中的水分和积聚在油箱内各处的气泡。220~500kV的电力变压器油箱为真空油箱,能承受-0.1Mpa的真空度,所以对于高电压、大容量变压器应采取真空注油,其真空残压应保持在133~532Pa之间,注油速度≤16t/h。为了充分逸出混在绝缘油中和器身中的气泡,在注油结束后,应按有关规程要连续抽真空≥8h。真空注油后,绝缘油的主要技术指标符合表1要求:

表1绝缘油的主要技术指标

四、结束语

综上所述，要防止大型电力变压器绝缘受潮,最根本的是要严格控制可能导致变压器绝缘受潮的各个环节。这就要求除了要有合理的设计和完美的制造外,更要在整个安装过程中完善管理,在管理上下大力气,严格按规定要求进行作业,防止变压器在各个环节中出任何一点纰漏,确保变压器绝缘不受潮,才能安全可靠地供电。

参考文献：

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[3] 黄海：《电力系统变压器的故障诊断分析与解决措施》，《科技致富向导》，2011年08期

[4] 张占 陈家强 娄东升 张亮 佘磊：《浅评电力变压器的预防性试验》，《电气试验》，2009年01期