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概述：電力設備超高壓變壓器絕緣油凈化的升級技術規(guī)范要求。分析了變壓器油中絕緣油乙炔、氫氣等氣體產(chǎn)生的原因及色譜分析對變壓器故障診斷的重要性。特高壓油處理設備濾油機脫出乙炔的應用實例。
隨著用電量的上升，變電站、特高壓輸電變、全國電網(wǎng)的不斷擴大500KV-1000KV大容量高等級的變壓器在電力生產(chǎn)中廣泛應用，為了確保電網(wǎng)運行的_可靠，對絕緣油處理設備、特高壓油處理設備的性能提出了更高的要求。
對運行中變壓器進行_監(jiān)測的主要手段是：通過油中氣體的色譜分析，檢測油中氣體含量的變化，從而分析變壓器潛在的故障及隱患，以便及時維護或消除故障，防患于未然。溶解于油中的總烴、乙炔、氫氣、水分含量的變化是診斷變壓器故障的主要參數(shù)。因此，要求新安裝的或檢修后的變壓器，或者跟蹤故障變壓器濾油后的絕緣油中，乙炔和氫氣含量應為零，同時將氣體總含量限制在≤0.1的標準。
一、絕緣油含乙炔、氫氣怎么回事？
（1）正常運行時，變壓器油及固體有機絕緣材料在熱的作用下，分解出少量的氫、低分子碳化氫（烴）、一氧化碳和二氧化碳，這些氣體大部分溶解在油中。
當變壓器存在缺陷或發(fā)生故障時，油中氣體的種類和數(shù)量將發(fā)生變化。當出現(xiàn)局部過熱時，隨著溫度的升高，烴的各種分量明顯增加，假若固體絕緣損壞，一氧化碳和二氧化碳將增加。出現(xiàn)絕緣擊穿的高能量放電時，附近的油幾乎 -熱分解，產(chǎn)氣劇增，除了碳的微粒均勻散布在油中外，主要氣體是氫（H2）和乙炔（C2H2）。出現(xiàn)火花放電的低能量放電時，主要氣體仍是H2 和C2H2，但數(shù)量比高能量放電少得多。出現(xiàn)局部放電時，將使油的自由分子游離，產(chǎn)生的主要氣體是H2，也有少量C2H2 和CH4（甲烷）。不論哪一種放電，只要有固體絕緣介入，就總會產(chǎn)生CO 和CO2。
（2）運行在變壓器絕緣油中發(fā)現(xiàn)有炭黑顆粒怎么回事？
油炭黑是絕緣油在電弧（運行中）作用下燃燒時產(chǎn)生的。炭黑一般是膠體、均勻分散于油中，但當炭黑較多時，則從油中析出，膠體狀炭黑多見于開關油中，且均勻地分布在整體油品中，幾乎在所有情況下，絕緣油表面呈瑩光閃閃的藍色到紫色?？梢酝ㄟ^特高壓油處理設備辦法將炭黑除去。
（3）如何通過變壓器運行油的氣味來判斷其產(chǎn)生乙炔、氫氣、原因？
對于運行絕緣油油有時會發(fā)出不同氣味，這些氣味也可能是事故發(fā)生的前兆，如：氣味主要原因
乙炔味：局部放電、局部過熱，局部摩擦、流體摩擦。
燒焦味： 纖維質(zhì)的熱分解
魚腥味： 蟲膠的分解
霉氣味：老化
刺鼻酸味： 老化
但是正如某些憑感官的直檢方法一樣，判斷氣味當然也受到人的主觀因素的影響，運行油氣味的變化是直接嗅得出來的，由于單憑此方法得不出確切的結論，所以當氣味發(fā)生明顯變化時，應對油品進行分析的檢驗，必要時建議作油中氣體分析。
二、為什么普通真空濾油機處理后，油中普遍還存在乙炔？
（1）油中乙炔產(chǎn)生的原因分析
一是變壓器油中本身含有的乙炔；
二是普通真空濾油機處理絕緣油時使油局部范圍內(nèi)產(chǎn)生過高的溫度，普通真空濾油機油路設計問題，設計出現(xiàn)問題濾油機工作時流體相互摩擦產(chǎn)生乙炔，使油分解—由高分子量變成低分子量，從而產(chǎn)生氫氣、乙炔和CH4（甲烷）氣體。大部分真空濾油機，在處理油過程中一般產(chǎn)生有乙炔等氣體，如果在處理油結束時還未將其脫除，則處理后的油中總有少量氫氣和乙炔氣體。這種普通真空濾油機無論怎么過濾都是不合格的。
真空濾油機的工作原理應該是將油中的水分、低餾分物—如氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、總烴、一氧化碳、二氧化碳等氣體從油中蒸發(fā)分離出來。但是，由于極微量的水分、氣體與油分子的結合力很強，一般普通真空濾油機的分離能力有限，不能保證油中水分、氣體達到很低的程度，不能保證油中乙炔、氫氣為零。所以，目前大量使用的真空濾油機普遍存在含有乙炔的問題。
例如；四川華電低價采購了一臺普通真空濾油機200L/min，對500KV主變壓器絕緣油進行凈化處理，經(jīng)過送樣化驗分析嚇出了一身冷汗！結果；濾前0.1%，經(jīng)過普通真空濾油機處理后為0.75%不降反升了！這充分的說明對真空濾油機技術的要求。過去對乙炔氣要求不高，問題不突出；現(xiàn)在用精密的氣象色譜分析儀器檢測，這些濾油機處理后的油中都含乙炔，氫氣。
三、變壓器油處理設備解決乙炔、氫氣的技術性能
1、變壓器油處理設備用途
廣泛應用于各類大型變壓器設備安裝和檢修時的油凈化處理和真空熱油循環(huán)干燥。廣泛于110-500KV-1000KV以上的高壓、超高壓變壓器絕緣油凈化處理，也適用于高等級新油，進口油的深度處理，其脫水、脫氣、除酸值、除去游離炭及雜質(zhì)等，處理后變壓器油極限耐壓值更高。既可作濾油使用，也可作為獨立真空源對變壓器設備進行真空干燥注油功能。
2、變壓器油處理設備工作原理
①真空濾油機根據(jù)負壓分離，機械精密過濾、分子吸附、真空干燥的原理。采用螺旋噴淋霧化油膜閃蒸技術，能去除油中水分、雜質(zhì)、游離碳、酸值、膠質(zhì)等，經(jīng)處理后的變壓器絕緣油能高于新油標準。
②真空濾油機與普通真空濾油機相比增加了羅茨真空系統(tǒng)，二級高真空分離系統(tǒng)，三維立體分離塔系統(tǒng)、一個蒸發(fā)罐實現(xiàn)多級分離技術等。紅外線逐行掃描消泡自控系統(tǒng)，閃急快速蒸發(fā)系統(tǒng)，其脫水、脫氣、除雜質(zhì)、效果更快，更徹底，油極限耐壓值更高。
3、變壓器油處理設備工作流程
待處理油經(jīng)過初濾器、二級過濾器過濾后進入加熱器進行加熱，熱油經(jīng)分配器變?yōu)榇至ｌF狀進入真空分離室，水分即開始蒸發(fā)，油霧下落到反應塔上形成拋物線狀運作，在罐內(nèi)形成立體的，多層面的蒸發(fā)結構，通過短時的循環(huán)，便可達到凈化目的。經(jīng)過除雜質(zhì)、脫水、脫氣、除酸的油品在油泵的作用下經(jīng)過精密過濾器完成一個工作循環(huán)。從真空分離室中分離出來的水蒸氣熱空氣進入冷疑器，大部分水蒸氣凝結為水存入積水倉，排出機外，油中熱空氣經(jīng)冷卻后由真空泵排出。
4、變壓器油處理設備特點
①.ZJ-D系列真空濾油機工藝設計；多級效率高真空系統(tǒng)，采用進口德國萊寶真空泵和德國萊寶羅茨泵，能快速脫除油中的水分、酸值、機械雜質(zhì)，游離碳、膠質(zhì)等；提高油的耐壓值，如；
油質(zhì)初始值：含水量：≤50mg/L、含氣量：≤10 %（體積分數(shù)）、擊穿電壓：≥25KV
二次凈化： 含水量：≤15mg/L、含氣量：≤0.1%（體積）、耐壓值：≥50KV（球極）
三次凈化：殘余水分:≤5-10ppm、殘余氣體:≤0.05%、乙炔含量為0、耐壓:≥60KV（球極）注：含水、含氣量測量方法按有關GB、DL或IEC標準。
②.ZJ-D系列應用國內(nèi)外同類設備先進技術多項創(chuàng)新設計，在油處理工藝與設備性能上處于行業(yè)領先水平，具有工作真空度高、凈油速度快、精度高等特點，具科技與效益同時兼得。
③．ZJ-D系列控制系統(tǒng)；優(yōu)化設計的控制聯(lián)鎖保護裝置，超壓報警停機保護、過載保護系統(tǒng)、自動恒溫系統(tǒng)，歐姆龍紅外線自動消泡系統(tǒng)，自動防噴油連鎖保護等多項先進技術，保障了設備全自動化_運行。
④．ZJ-D系列效率高真空系統(tǒng)；效率高的脫氣、脫水系統(tǒng)，采用了先進的螺旋霧化裝置，三維立體分離塔，閃急蒸發(fā)技術，油液在蒸發(fā)罐內(nèi)形成拋物線狀運作能快速脫出油中水分和有害氣體。（氣液分離）
⑤．ZJ-D系列過濾系統(tǒng)：先進的磁性過濾器；用于吸油過濾，濾除絕緣油介質(zhì)中的固體顆粒及微細鐵性物質(zhì)，有效控制工作介質(zhì)的鐵性雜質(zhì)污染度。
⑥．ZJ-D系列濾芯過濾器；選用.PAL，進口濾芯，多級精密過濾，逐級加密技術能阻擋微細雜質(zhì)，納污量大。
⑦．ZJ-D系列加熱系統(tǒng)；采用_ -進的加熱技術等品牌，優(yōu)異的抗腐蝕性能、熱穩(wěn)定性、抗粘性能、絕緣性、化學阻抗性和耐磨性_可靠的碳纖維加熱系統(tǒng)，具有升溫快、加熱均勻等多重功能。
⑧．輸油系統(tǒng)；采用三螺桿泵及德國進口依莫油泵-斯特林流體系統(tǒng)技術，具備流量可達到35m3/h、揚程可達到350米，特殊材質(zhì)與特有的性能曲線保證了油流決不會引起間隙放電產(chǎn)生乙炔的問題,，在油處理工藝與設備性能上處于行業(yè)領先水平。
⑨．（注；技術選配）本機可根據(jù)客戶要求配置：主要部件全進口萊寶真空泵、可配三級真空系統(tǒng)。
文獻資料原創(chuàng)者：重慶凱潛濾油機制造有限公司
