变压器油培训讲义

变压器油分析及监督管理变压器油第一节石油化学基础第二节变压器油的性能及检测第三节变压器油的维护及防劣第四节变压器油质监督第五节预试规程宣贯第一节石油化学基础一、石油的组成烃是石油中基本的有机化合物。按照分子结构的不同，烃类化合物可分为烷烃、环烷烃、芳香烃和不饱和烃四类。根据石油中所含烃类成分的不同，可分为石腊基、环烷基和中间基石油三类，相应的由这三种原油炼制的变压器油也分为石腊基、环烷基和中间基三种变压器油。二、石腊基油与环烷基油的比较1、残炭的沉降速度2、低温性能3、酸的生成4、气体的析出三、电力用油的牌号划分1、变压器油我国国标GB2536-1990将变压器油按低温性能分为10、25、45三个牌号。2、汽轮机油按国际惯例以40℃的运动粘度中心值分为32、46、68、100等牌号。第二节变压器油的特性及检测一、变压器油的功能三大功能：绝缘、散热冷却及灭弧两种次要功能：保护铁心和线圈组件；延缓氧对绝缘材料的侵蚀。变压器、电抗器、互感器中主要起绝缘和散热冷却作用，若有电弧发生，也起灭弧作用。充油套管中主要起绝缘作用。油开关：主要起灭弧和绝缘作用。二、变压器油的技术规范注意：执行各技术规范同时应注意所采用的检测方法也应与标准上所要求的一致，并注意适时更新。1、我国新变压器油质量标准项目GB2536SH0040SH0351试验方法质量指标牌号1025452545—外状透明，无悬浮物和机械杂质透明，无沉淀物和悬浮物目测密度20℃/kg•m-3不大于895895895GB1884GB1885运动粘度/mm2•s-140℃不大于13131113125GB265-10℃不大于--200--报告---30℃不大于----1800--2000℃不大于------报告--色度--1--GB6540苯胺点/℃--报告--GB262倾点/℃不高于-7-22报告-22报告--GB3535凝点/℃不高于---45---45-45GB510闭口闪点/℃不低于140135140135--GB261酸值/mgKOH•g-1不大于0.03--95GB264中和值/mgKOH•g-1不大于--0.010.03GB4945腐蚀性硫非腐蚀性非腐蚀性--SH/T304铜片腐蚀T2铜片100℃3h，级----1GB5096氧化安定性氧化后酸值，不大于氧化后沉淀物%，不大于10.20.050.40.2--SH/T206水溶性酸或碱无无--GB259击穿电压（2.5mm）/kV不小于354040GB507介损（90℃）不大于0.0050.0020.003GB5654界面张力/mN•m-1不小于40384040GB6541水分/mg•kg-1不大于报告5035SH/T207析气性/μLmin-1不大于--+5--GB11142比色散--报告--SH/T2052、我国运行变压器油标准我国现行有效的运行变压器油质量标准为：GB7595-2000，其次2005年修订的“GB14542运行变压器油维护管理导则”也提出了运行变压器油质量建议指标及检验周期。GB7595-2000运行中变压器油质量标准中除了包括各电压等级的变压器、互感器和套管等设备变压器油标准外，还规定了运行中断路器的质量标准。三、变压器油的化学性能及检测1、成份组成特性油中的主要组成物质及所占的比例，可用来区分出是属于哪种变压器油，即石蜡基、环烷基和中间基。检测一般采用红外光谱法。2、酸值油中酸值测定是一种利用强碱滴定弱酸的酸碱中和反应。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。测定方法有两种：电位滴定法及指示剂滴定法。其中常用指示剂滴定法测定酸值，方法为GB/T264。3、水溶性酸或碱油品加工及贮存过程中造成油中的水溶性矿物酸碱。测定方法：比色法GB/T7598酸度计法DL429.3定性测定法GB/T259定量测定法DL429.44、氧化稳定性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，因此进行新油评价时，氧化稳定性是一项重要指标。添加抗氧化剂可提高氧化稳定性。测定方法：SH/T0206旋转氧弹法可进行快速检测。SH/T0935、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。测定方法：1）库仑法测定GB7600原理：有水存在时，在吡啶和甲醇存在下，碘被二氧化碳还原生成氢碘酸和甲基硫氢酸吡啶，即卡尔-费休试剂与水发生反应。反应式如下：H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N•HI+C5H5N•SO3（1）C5H5N•SO3+CH3OH→C5H5N•HSO3CH3（2）反应式中起反应作用的主要是水与碘和SO2发生反应，无水时则不发生反应。在电解过程中，由反应所生成的氢碘酸在阳极上被重新氧化生成碘。所生成的碘又与样品中的水反应生成氢碘酸，如此反复，直至全部水分消耗完毕。阳极2I--2e→I2阴极I2+2e→2I-2H++2e→H2↑2）气相色谱法GB76016、腐蚀性硫腐蚀性硫即能腐蚀金属的活性硫化物或游离硫。用一定规格和质量的铜片，在规定的条件下，可试验油品中是否有腐蚀性硫。试验方法：SH/T03047、苛性钠试验苛性钠试验是检查新油和再生油内，由于碱处理后，洗涤不净，残存的环烷酸及其皂类的定性试验。四、变压器油的物理性能及检测1、外观颜色及透明度外观目测。油的颜色越深，则油中含有的非烷烃化合物越多。2、粘度油流动阻力的度量标准，应较低。指标只有上限。运动粘度测定方法：GB/T2653、密度与温度有关，一般为0.8～0.9g/cm。测定方法：密度计法，以阿基米德定律为基础。GB/T18844、凝（倾）点凝点是在规定条件下冷却至停止移动时的最高温度。检测方法：GB/T510倾点是在规定条件下冷却时，能够流动的最低温度。检测方法：GB/T35355、闪点是油品加热到足够的油气产生，并在其上加一个火焰，使油-气在一瞬间着火的最低温度。检测方法：闭口法GB/T2616、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。测定方法：圆环法GB/T65417、机械杂质（颗粒度）颗粒度测定方法：自动颗粒计数仪法SD313采用激光颗粒计数仪测定每100ml油中所含颗粒数量及尺寸分布。五、变压器油的电气性能及检测1、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。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。测定方法：GB/T5072、介质损耗因数tgδ介质损耗因数又称介质损耗角正切，它反映油中泄漏电流而引起的功率损失。测定方法：GB/T56543、体积电阻率表示两电极间，绝缘油单位体积内体积电阻的大小。测定方法：GB/T56544、电场作用下产生气体的倾向（析气性）绝缘油在受到强度足以引起在油、气交界中放电的电场（或电离）作用下，油本身表现出吸收或放出气体的能力。测定方法：GB/T11142六、变压器油中添加剂的检测T501抗氧化剂含量的测定测试方法：1）分光光度法GB7602以石油醚、乙醇作溶剂，磷钼酸作显色剂，基于T501抗氧化剂在碱性溶液中生成钼兰络合物，利用其溶于水中的性质，采用分光光度计测定。2）红外光谱法3）液相色谱法第三节变压器油的维护及防劣运行中变压器油井性能的变化新变压器油：未与电气设备中的各种材料接触过的新油；设备投入运行前的油：新油直接或经过处理后充入电器设备中，又未正式通电投入运行的油；运行中变压器油：充油电气设备投入运行后设备内的油。一、油质变坏的因素油劣化的基本因素：1、氧2、催化剂3、加速剂4、纤维素材料油的分解产物油在劣化的早期,一旦生成了系列的过氧化物,就开始了链反应.油劣化过程一般有三个阶段:即诱导期、反应期和迟滞期。主要分解产物为：过氧化物、水溶性酸、低分子酸、脂肪酸、水分、醇类、金属皂类、醛类、酮类、清漆、沥青稀油泥。油劣化的危害变压器油的维护维护管理导则GB/T14542-2005三、防劣措施1、添加T501抗氧化剂2、安装热虹吸器3、隔膜密封4、充氮保护第四节变压器油质监督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。一、新油验收供油部门或炼油厂提供油质全分析化验单（必须有），供使用单位参考。国产油使用单位按GB2536规定的项目、指标进行验收。进口设备油按合同规定验收。二、新油脱气注入设备前的检验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，在处理过程中应按下表的规定进行油质检验，达到要求后方可注入设备。新油净化后的检验指标项目设备电压等级/kV500及以上330~220≤110击穿电压/kV≥60≥55≥45水分/（mg/kg）≤10≤15≤20介质损耗因数90℃≤0.002≤0.005≤0.005三、新油注入设备进行热循环后的检验新油达到上表要求后，方可从变压器下部阀门注入设备内。油在变压器内的静置时间按不同电压等级的要求不小于12h，然后进行热油循环，热油循环后应达到下表要求。热油循环后的油质检验指标项目设备电压等级/kV500及以上330~220≤110击穿电压/kV≥60≥55≥45水分/（mg/kg）≤10≤15≤20介质损耗因数90℃≤0.002≤0.005≤0.005含气量/%（体积分数）≤1----注：对于500kV及以上设备油中洁净度指标暂定为：报告（或按制造厂规定执行）。四、新设备投运通电前的检验按GB/T7595-2000中“投入运行前的油”的质量指标要求进行。五、运行中变压器油的监督运行中变压器油质量标准和检验项目及周期试验项目设备电压等级/kVGB/T7595标准GB/T14542-2005建议指标和周期试验方法外状各电压等级透明，无杂质和悬浮物透明，无杂质和悬浮物每年一次外观目测水溶性酸（pH）值各电压等级≥4.2≥4.2每年一次或必要时GB/T7598酸值mgKOH/g各电压等级≤0.1≤0.1每年一次GB/T264闭口闪点℃各电压等级不比新有原始测定值低10℃不比新有原始测定值低10℃必要时GB/T261水分330~500及以上220110及以下≤15（mg/L）≤25≤35≤20mg/kg≤30≤40每年至少一次GB/T7600界面张力25℃mN/m各电压等级≥19≥19每年至少一次GB/T6541介质损耗因数90℃500及以上≤330≤0.020≤0.040≤0.020≤0.040每年一次GB/T5654击穿电压2.5mm间隙kV500及以上330220≥50≥45≥35≥50≥45≥40每年一次GB/T50766~11035及以下≥35≥30≥35≥30DL/T429.9三年至少一次体积电阻率90℃，Ω•m500及以上≤330≥1×1010≥5×109≥1×1010≥5×109每年一次或必要时GB/T5654或DL/T421油中含气量体积分数%330~500及以上220≤3--≤3报告每年一次或必要时DL/T423或DL/T703油泥和沉淀物（质量分数）%各电压等级≤0.02≤0.02必要时六、混油1、补油应优先选用符合新油标准的未使用过的变压器油。最好补加同一油基、同一牌号及同一添加剂类型的油。补加油品的各项指标应不低于设备内的油。2、不同油基的油原则上不宜混合使用。3、新油补入量较多（≥5%），在补油前应做油泥析出试验，确认无油泥析出，酸值、介损不大于设备内油时，方可补油。4、特殊情况下，如需将不