李昊 王雪穎 李果璠

(四川港航嘉陵江金沙航電開發有限公司四川省閬中市637400)

摘要: 本文淺析低溫對變壓器油的影響，并結合我站實際情況，對變壓器油溫較低會否帶來安全問題進行初步探討。

關鍵詞: 變壓器油;低溫;運動粘度;含水量

1概述

長期以來，對變壓器安全運行，人們一直關注的是變壓器的高溫環境及溫升限值，對承擔變壓器散熱作用的變壓器油的溫度控制高度重視，在各種規程和相關技術資料中，對油溫的高溫及溫升限值都進行了嚴格、明確的要求，實際運行中也對其降溫散熱作為重點工作給高度重視，務必要保證其冷卻系統運行良好。但是對變壓器油的低溫限制卻為過多提及，那么油溫過低是不是就對變壓器油沒有影響呢，是否變壓器油的運行溫度控制得越低，對變壓器就越好呢，答案是否定的，變壓器油溫低到一定程度對油的運動粘度、含水量是有影響的。

2低溫對變壓器油的影響及防范措施

2.1溫度對變壓器油運動粘度的影響

變壓器油除了起絕緣作用外，還起著散熱的作用，是傳遞熱量的介質。變壓器油在變壓器中是循環流動的，任何流體都具有粘性，不同溫度下流體與其粘度的比就是運動粘度。運動粘度過小，流速過高，油流與絕緣材料磨擦產生靜電電壓越高，油流帶電可使變壓器電場產生畸變，使工作安全性降低;運動粘度過大，流動性差，熱傳導慢，響散熱，當溫度降到油的凝固點時，就會失去循環對流和傳熱能力，影響散熱和油泵的啟動。

2.2溫度對變壓器油含水量的影響

無論采取什么措施，都不可能徹底完全的去除變壓器中的水分。水分對絕緣介質的電氣性能和理化性能都有極大的危害，它會降低油品的擊穿電壓、增加介質損耗因數、還能促進有機酸對銅、鐵等金屬的腐蝕、催化油的氧化等。變壓器中的水分主要存在于變壓器油和絕緣材料中，在變壓器油中，水分主要以溶解水、懸浮水、沉積水三種形態存在。在一般情況下，變壓器運行時，油溫升高，油中含水量增加而絕緣材料中含水量降低，即絕緣材料中的水分向油中擴散，此時水以溶解水的狀態存在于油中;如果水在油中達到飽和溶解度后，油溫降低，擴散方向相反，但水分從絕緣油當中再流回到絕緣材料的可逆變化雖然存在，然而其速度卻會相當緩慢。因此因溫度降低、變壓器油溶解度降低而析出的部分溶解水成為懸浮態水分，懸浮水大量聚集時，形成大水滴與變壓器油分離，而沉積于油箱底或者沉在冷卻器底部。當變壓器重新投入運行時，冷卻器底部的水會由油泵導入變壓器線圈，同時水向變壓器的高場強區移動，造成潛在危險。可見隨著油溫的變化，水存在于油中的三種形態也可以互相轉化，所以油溫對變壓器油含水量的影響是比較明顯的。

2.3防范措施

防止低溫對運動粘度的影響，主要措施是根據變壓器工作的環境氣象條件，選擇對應牌號的變壓器油。在舊的變壓器油的命名中采用了以凝固點作為變壓器油的牌號。當變壓器油的凝固點不高于-10℃時，就是10#變壓器油;當凝固點不高于-25℃時，就是25#變壓器油;當凝固點不高于45℃時，就是45#變壓器油(變壓器油標準GB2536)而在IEC60296:2003中，“凝點”一項不再采用，只保留了“傾點”。點是指油品在規定的試驗條件下，被冷卻的試樣能夠流動的最低溫度，傾點一般比凝點高3℃，同時在標準建議傾點比最低冷起動溫度至少低10℃。因此目前通用的10#、25#、45#三個牌號變壓器油的最低冷起動溫度分別是3℃、-12℃、-32℃。

變壓器油含水量的控制主要是對油品質量的把關。合格的變壓器油是不允許存在懸浮態水分，更不允許有沉積水發生。所以變壓器油中的溶解水分有嚴格的限制，其界限是在40℃以上的時候油中不至于發生過飽和而析出懸浮態水分。這也是目前國標把220KV變壓器油含水量限制在25mg/L以下，110kV含水量限制在35mg/L以下的理由之一。

3低溫對我站主變運行的影響

3.1沙溪水電站概況

沙溪水電站位于嘉陵江干流中段，地處中市沙溪場上游5公里，該地域屬亞熱帶季風氣候，雨量少，屬寒冷冬干型氣候。多年平均氣溫10℃左右，極端最高氣溫39℃，最低氣溫4.6℃。電站安裝3臺單機容量29MW的燈泡貫流式機組，設計額定水頭10m，總發電引用流量980.04m3/s，設計年發電量3.8億Kwh，電站設置220kV油浸式變壓器兩臺，一回220kV出線與大網相連，年利用小時數4368小時。

3.2電站主變參數及運行方式

沙溪水電站220kV1#、2#主變壓器由特變電工股份有限公司新疆變壓器廠生產制造，容量分別為40000kVA、75000VA，冷卻方式為強迫油循環風冷，變壓器有3組冷卻器，每組冷卻器由一臺潛油泵和三臺冷卻風機組成。三組冷卻器的控制回路相互獨立，通過程序控制實現輪換運行，每臺冷卻器有自動、現地、切除三種控制方式。正常情況下，主變冷卻控制系統均處于自動運行:當主變投運，PLC發啟第一組風機信號，如溫度低于30℃，啟風機信號保持，但風機不投入運行，當溫度高于30℃，風機運行，當溫度升高到45℃時，第二組風機投入運行，當只有兩組風機運行時，運行8小時，風機進行切換;當溫度升高到55℃時，第三組風機投入運行，當三臺風機都投入運行時，PLC不計時切換風機。當溫度下降到30℃以下，則風機繼續運行30分鐘后停止，但啟風機信號保持，如溫度上升到30℃以上時，風機隨即啟動。主變風機全停的條件為:當溫度降低到45℃以下時，PLC接收到主變停運信號，立即停運全部風機。

3.3低溫對我站主變運行影響的安全性分析

根據當地氣象件，沙溪電站變壓器選用的是25號變壓器油，其最低冷起動溫度為-12℃，也即是說變壓器油油溫降至-12℃，才會失去循環對流和傳熱能力。而當地極端低溫為4.6C，加之主變壓器停運時間較少，油溫基本不會出現降至0℃以下的情況，所以在此條件下，沙溪電站變壓器油運動粘度所受到的影響微乎其微。

由于合格的變壓器油含水狀態變化界限是在40℃，只要保證變壓器油中水分含量在國標規定范圍內，即使因溫度使含水量變化，也不會引起水分的形態變化，因此要嚴格控制變壓器油中的水分。在實際運用中，首先要把好新油關，在充入新油前，應對油品質量進行嚴控把控和驗收，盡可能減少油品中的含水量;運行過的變壓器油要定期進行微水檢測，并采用真空濾油機對油品進行升溫過濾，確保變壓器油的油品質量，進而消除了溫度變化對含水量的影響。

4結束語

綜上所述，溫度在變壓器油的運行過程中因低溫對運動粘度、油中含水量會產生一定的影響，但是通過選用相應牌號的變壓器油、確保油品質量是可以消除這些影響的。選擇相應牌號的變壓器油，主要是根據變壓器的運行工況對油品的技術指標進行選擇。而確保油品質量就需要實時把控，只要我們堅持按照相關標準對油品質量進行嚴格控制、定期檢測，確保油品質量，就能從而保證變壓器的安全運行。

作者簡介

李昊(1970年生)，男，四川閬中市人，電氣助理工程師，擅長電氣設備維護與管理。