DLT1094-2008 电力变压器用绝缘油选用指南
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供货时至少应提供以下文件: a) 供货方名称; b) 油品名称(包括抗氧化剂含量标识、凝点); c) 出厂检验证书及相应的试验报告; d) 添加剂的种类和含量。
A.1油在变压器中的基本功能
路桥设计、计算(资料性附录) 油在变压器中的基本功能和变压器油的性质
A.1.1冷却 变压器运行损耗所产生的热量借热传导经固体绝缘或直接传给油,油借自身的热对流或 外部的强迫循环,通过油箱壁和冷却器,利用自然或强迫风或用水冷却热油,从而完成由油 传递热量的全过程。 采用粘度低(受其他性能制约不可能太低)的油,可提高变压器的冷却效率,对采用热 对流循环的冷却方式更为有利。变压器的设计是在首先满足温升限值的条件下,根据损耗所 产生的热量来确定冷却能力,不应对粘度提出苛刻要求。 A.1.2绝缘 变压器中大量的不同部件处于不同的电位,需要用绝缘介质隔离。油纸结合的绝缘介质 用于变压器已有百年以上的历史,特别是高电压、大容量的变压器,至今无突破性超越。油 浸入纤维绝缘内部提高了纤维绝缘的绝缘强度,而纸(板)对油的屏障作用又提高了油隙的 绝缘强度,因而提高了变压器整体的绝缘性能。 变压器的绝缘介质需要承受多种电压的作用,包括长期的工作电压和短时过电压以及操 作、雷电等冲击电压作用,对直流输电系统中用的换流变压器(平波电抗器)还需承受高的 直流和极性反转电压的作用,在制造厂中都需经过相应的试验程序和绝缘水平的考核。为了 呆证顺利通过试验和长期运行的安全,对高电压等级的设备用油提出某些较高要求,是考虑 到设备所处的重要位置和防止可能出现的质量疏忽,是从提高可靠性出发,并非为了提高同 油隙下的设计许用场强。因此对绝缘介质之一的变压器油按电压等级来划分(如SH0040 1991《超高压变压器油》)是不科学的,与国际上的通用原则也不一致。 A.1.3信息载体 油是变压器的“血液”,通过不同方法检验,能反映变压器内正常和不正常的运行状态 如油中气体成分异常是反映设备内部潜伏性故障的征兆;绝缘老化反映在油中水分、酸值、 糠醛等含量的增加;油中含气量的增加显示了密封变压器密封上的缺陷等。很多情况下,油 只是获取信息的载体,并不是问题的根源。 另外,全密封油浸式套管(充油电缆终端压力箱)中的油,主要起绝缘作用,所用的油 般由套管制造厂选择(补油时应注意),也可作为信息的载体,但结构决定应尽量少取油 样。有载调压开关切换开关室(带储油柜)的油,主要起绝缘和灭弧作用,也可从中获得信 息。 A.1.4保护功能 油能起到使铁芯和线圈等组件与空气和水分隔离的作用,避免锈蚀和直接受潮。 对纤维绝缘材料,由于油充填在纤维空隙之中,因此可将易于氧化的纤维素所吸收的氧 含量减少到最低限度。也就是说,油会使混入设备中的氧首先起氧化作用,从而延缓了氧对 纤维绝缘材料的侵蚀。
A. 2. 1. 1通常(按检测方法)分类
a) 物理性能:如外观、密度、粘度、闪点、倾点、界面张力等; b) 化学性能:如氧化安定性、酸值、硫含量、水含量等; C) 电气性能:如击穿电压、介质损耗因数、电阻率等
A.2.1.2IEC 60296—2003分类方法
DL/T 1094 2008
A.2.2性质指标及其意义
A. 2. 2. 1功能特性 A. 2. 2. 1. 1粘度 液体流动时内摩擦力的量度,粘度随温度的升高而降低。标准规定在指定温度下用运动 粘度评价变压器油,单位是mm/s。用粘度的上限值作为对冷却效果的保证。 随着温度升高油粘度下降,下降的速率取决于油的化学组分。通常,用粘度指数来表示 油品粘度随温度变化的特性,粘度指数高表明油品的粘度随温度变化较小。在变压器正常的 工作温度下,环烷基油的粘度指数VI(ViscosityIndex)低于石蜡基油,用环烷基油比用 石蜡基油更有利于变压器的冷却。 A.2.2.1.2倾点(和凝点) 倾点:在规定条件下,被冷却的试样能流动的最低温度,单位为℃。 疑点:试样在规定条件下冷却至停止流动的最高温度,单位为℃。 理论上,对同一油品两者是一致的,而实际上由于测定方法和条件不同两者之间有一定 的差别,还因油品的组分和性能不同,其差值也有所不同,一般约差2℃~3℃。显然油的凝 点不是一般意义上的物理常数,其值与油的化学组分有关。石蜡基油的凝点高于环烷基油, 这往往是由石蜡结晶引起的。凝点高的油不宜在寒冷地区使用,不宜采用添加抗凝剂降低变 压器油的凝点。 A. 2. 2. 1. 3含水量 存在于油品中的水分含量。 水在油中的溶解度随温度的升高而增大(采用真空热油循环干燥变压器的原理),油中 溶解水的能力还随芳香烃含量的增加而增加,这也是芳香烃含量过高的油的水分含量很难被 处理到规定值的原因。 油中游离水的存在或在有溶解水的同时遇到有纤维杂质时,将会降低油的电气强度。将 油中含水量控制在较低值,一方面是防止温度降低时油中游离水的形成,另外也有利于控制
纤维绝缘中的含水量,还可降低油纸绝缘的老化速率。 A.2.2.1.4击穿电压 在规定的试验条件下,绝缘体或试样发生击穿时的电压。 通常标准规定的均指油在工频电压作用下的击穿电压值。它表征油耐受电应力的能力, 该值与油的组成和精制程度等油本质因素无关,受油中杂质的影响,温度对其也有影响。影 响最大的杂质是水分和纤维,特别是两者同时存在时。油品经净化处理后,不同油的击穿电 玉值都可得到很大提高。因此,从某种意义上说,击穿电压值不是油品本身的电气特性,而 是对油物理状态的评定。 A. 2. 2. 1. 5密度 在规定温度下,单位体积内所含物质的质量数,以g/cm或g/ml表示。由于油的密度受温 度影响较大,标准规定的密度是指20℃时的值。 油品的密度与炼制中切割馏分的温度及其化学组分有关。要求油的密度尽量小一些,是 使油中水分和生成的沉淀物能尽快下沉到油箱的底部。标准规定油的密度不大于0.895g/m1, 是为了即便在极低温度下因游离水凝结成冰也不致漂浮在油层表面而影响绝缘。 油密度发生变化,可能是轻馏分的蒸发或受到重质油的污染使密度增大,或混入了轻质 油使密度降低,在油的处理过程中需要注意。 A.2.2.1.6介质损耗因数(DDF) 在工频电压作用下,利用电桥测量标准试油杯中流过油的有功电流与无功电流的无量纲 的比值,是检验油的电气性能的方法之一。 它是由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗,取决于油中可电 离的成分和极性分子的数量,同时还受到油精制程度的影响。介质损耗因数增大,表明油受 到水分、带电颗粒或可溶性极性物质的污染。它对油处理过程中的污染非常敏感,对变压器 而言,内部的清洁度是至关重要的, A. 2. 2. 2精制与稳定性 A. 2. 2. 2. 1酸值 在规定条件下,1g试油中的酸性组分所消耗的氢氧化钾毫克数。 新油的酸值可以达到十分低的程度,除非受到污染。油经氧化试验后的酸值是评定该油 氧化安定性的重要指标之一。它是反映油早期劣化阶段的主要指标,因此也是运行性能指标。 A. 2. 2. 2. 2界面张力 指油与纯水(不相容且极性强)之间的界面分子力的作用,表现为反抗其本身的表面积 增大的力。用来表征油中含有极性组分的量,单位为N/cm或mN/cm。 该指标对油的运行性能没有影响,但可用于判断油处理过程中是否受到污染和油经运行 段时间后的老化程度, A. 2. 2. 2. 3总硫含量 油中存在多种有机硫化物,它与原油的产地及油的精制工艺质量有关。油在精制(脱硫) 过程中大量硫化物已被清除,但仍会有极少量的硫化物存在。因此对总硫含量的测量也是对 油的精制工艺和质量的检验。特别应对产自高硫含量原油的制品提出相应指标要求。 A. 2. 2. 2.4腐蚀性硫 指存在于油品中的腐蚀性硫化物(包括游离硫)。 某些活性硫化物对铜、银(开关触头)等金属表面有很强的腐蚀性,特别是在温度作用
A. 2. 2. 2. 4 腐蚀性硫
作出油闪点不能过低的初裹是为了防止变压器油在正常呼吸过程中因蒸发使便油过分耗散 导致油量快速减少使油位过低,降低油的对流循环冷却作用,甚至使铁芯和线圈露出油面, 影响安全运行。这种情况基本上只适用于不带储油柜的配电变压器,对一般变压器这种情况 已不存在。目前主要是从“防火”的角度考虑,不希望闪点过低。 闪点的降低主要受轻组分油的污染或油中溶解有可燃气体。曾用闪点的降低判断变压器 内部存在故障,现早已用油中气体分析替代了这一功能,运行中油可不测闪点 A.2.2.4.2多环芳香烃(PCA)含量 通常将两个苯环及以上的芳香烃称为多环芳香烃或稠环芳香烃。 某些多环芳香烃被认为有致癌作用,因此作为控制指标。从绝缘性能看,多环芳香烃对 由的冲击击穿电压有降低作用、易吸潮、易产生油流静电及对抗氧化性能不利等。 A.2.2.4.3多氯联苯(PCB)含量 在联苯分子中两个或两个以上的氢原子被氯原子取代后,得到的一些同分异构物和同系 物混合而成的绝缘液体。 PCB是一种有毒化合物,会对肝脏、神经和内分泌系统等造成损伤,也是致癌物质,因 此被严格控制。但由于其电气性能良好、燃点高,过去曾被一些国家作为绝缘介质使用,在 我国曾有少量电容器使用过。由原油精制而成的矿物绝缘油不含任何多氯联苯,为防止矿物 绝缘油受到污染而被列入控制指标, A.2.2.5导则中补充的试验项目 A.2.2.5.1冲击击穿电压 按标准规定的试验方法,油在冲击电压作用下发生击穿时的峰值电压。试验方法按DL 418。 它与工频击穿电压相反,其值与油的组分密切相关,而与油中的水分和其他杂质关系不 大。油中芳烃含量,特别是多环芳烃、胶质等含量增多使击穿电压峰值明显降低。因此它是 评定油品本身电气性能的指标。 对结构族组分相对稳定的油,其耐受冲击电压性能基本不变,当使用的抗氧添加剂改变 或添加其他物质时需要重新测试,运行中的油无需测试。 A.2.2.5.2带电度(或称带电倾向)(ECT) 表征变压器油在一定外界条件下流过固体绝缘表面时产生电荷的能力。它被定义为单位 体积的变压器油所产生电荷的总数,可用uC/m或pC/m1表示。现场测试方法标准见DL/T1095。 影响油带电度(ECT)的因素是油的组分、精制程度,油中电离物质等。对于新油其值应 该较低,但在处理过程中也可能受污染。引起变压器中油流带电以及是否会导致静电放电的 因素很多,特别是油的流速,与油的带电度(ECT)也有关系。 A. 2. 2. 5. 3苯胺点 指油品在规定条件下和等体积的本胺完全混溶时的最低温度,单位为C。试验方法按GB/1 262。 利用油分子结构中各种烃类组分与苯胺的临界溶解温度不同(苯胺点最高的是石蜡烃: 依次为环烷烃和芳香烃),可较简单地测定油的大致结构组分。 A.2. 2.5.4颗粒度 存在于油品单位体积内不同粒径的固体微粒的数目。试验方法按DL/T432。
A. 2. 2. 5. 4 颗粒度
大于该直径的颗粒作分级计数,以控制油的纯净度 过高的要求往往难以达到,过低的要求对绝缘不利,特别是特高压设备油的纯净度十分 重要,因此对不同设备应有不同要求。 A.2.2.5.5气体含量 指溶解在油中的气体(主要是永久性气体)的含量。试验方法按DL423或DL/T703。 运行中的变压器有的因密封良好,含气量很低(如<1%),散开式变压器油中含气量接 近饱和值。控制油中含气量(即氧含量)可减缓油、纤维绝缘的氧化速度。低的含气量说明 变压器密封状态好,可防止潮气渗入变压器内部,它与变压器油的结构组成和性能无关
B.1GB2536一1990对变压器油的技术指标规定见表B.1。
.1GB2536—1990对变压器油的技术指标规方
a把产品注入100mL量筒,在20℃±5℃下目测,如有争议时,按GB/T511测定机械杂质含量为无。 D 以新疆原油和大港原油生产的变压器油测定倾点和凝点时,允许用定性滤纸过滤。倾点指标,根据生产和使用实 际与用户协商,可不受本标准限制。 C氧化安定性为保证项目商业标准,每年至少测定一次。 d击穿电压为保证项目,每年至少测定一次。用户使用前必须进行过滤并重新测定。 e测定击穿电压允许用定性滤纸过滤。
a把产品注入100mL量筒,在20℃5℃下目测,如有争议时,按GB/T511测定机械杂质含量为无。 以新疆原油和大港原油生产的变压器油测定倾点和凝点时,允许用定性滤纸过滤。倾点指标,根据生产和使用 际与用户协商,可不受本标准限制。 氧化安定性为保证项目,每年至少测定一次。 击穿电压为保证项目,每年至少测定一次。用户使用前必须进行过滤并重新测定。 测定击穿电压允许用定性滤纸过滤。
附录C (规范性附录) IEC60296一2003标准所含的通用规范表和对高温下运行的变压器用油 经氧化试验后的指标要求
表C.1变压器和开关用未使用过的矿物绝缘油的通用规范
a此值是变压器用油的标准LCSET(见IEC60296一2003的5.1),可根据每个国家的气候条件进行修改。倾 点至少应比LCSET低10K。 b低温开关设备用油的标准LCSET。 C批量供应。 d以桶装或IBC运输。 e经试验室处理(见IEC60296—2003的6.4)。 f当有通用要求时,建议不低于40mN/m。 g在有些国家,可能要求更严格和/或有其他指标要求。
此值是变压器用油的标准LCSET(见IEC60296一2003的5.1),可根据每个国家的气候条件进行修改。倾 LCSETT1OK
对于在高温下运行的变压器或为延长使用寿命而设计的变压器资料范本,对油经氧化试验后(按 [EC61125C法)有严格的指标要求,见表C.2。这些油大部分是添加抗氧化剂的油。
表C.2变压器油经氧化试验后的指标要求
....- 电力标准
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