第一章变压器油综述讲解课件.ppt
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- 第一章 变压器 综述 讲解 课件
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1、 第一章 变压器油第一章 变压器油第一节 变压器的结构和绝缘系统一、几个定义 1.变压器油:适用于变压器、电抗器、互感器、套管、油开关等充油电气设备,起绝缘、冷却和灭弧作用的一类绝缘油品。2.变压器:由两个或多个相互耦合的绕组所形成的没有运动功能部件的电器设备,根据电磁感应原理在同样频率的回路之间靠不断改变磁场传输功率。第一章 变压器油 第一节 变压器的结构和绝缘系统一、几个定义3.变压器温升:变压器部件的温度与周围环变压器温升:变压器部件的温度与周围环 境温度之差。境温度之差。4.变压器平均温升:变压器在额定满负荷功率运行变压器平均温升:变压器在额定满负荷功率运行时绕组平均温度高于环境温度之
2、差值。时绕组平均温度高于环境温度之差值。5.绝缘系统:将变压器各绕组之间以及各绕组对地绝缘系统:将变压器各绕组之间以及各绕组对地之间隔离起来的系统。(也就是将变压器的导电之间隔离起来的系统。(也就是将变压器的导电部分与铁芯和钢结构部件相互结缘隔离起来)。部分与铁芯和钢结构部件相互结缘隔离起来)。第二章 变压器油 第一节 变压器的结构和绝缘系统二、变压器的构成 一次绕组、二次绕组、铁芯和绝缘系统四个部分,附属重要部件包括油箱、套管、冷却剂或冷却装置。1.绕组材料(两类):包括导体材料和绝缘 材料(1)导体材料:目前普遍应用于绕组的材料为铜和铝。铜的电阻率低,但其价格较高,因此铝导线越来越多地被采
3、用,对于配电变压器及干式和油浸式小功率变压器,铝线变压器有较好的运行性能。第一章 变压器油 第一节 变压器的结构和绝缘系统二、变压器的构成1.绕组材料(两类)(2)绝缘材料:绕组的匝间和层间必须要绝缘.牛皮纸和纸板是两种主要的绝缘材料,同时绝缘油漆也是一种必用的绝缘材料。第一章 变压器油 第一节 变压器的结构和绝缘系统二、变压器的构成2.铁芯:基本材料以薄而平的软铁叠片作为铁芯材铁芯:基本材料以薄而平的软铁叠片作为铁芯材料,现代变压器中只使用高纯度的加有料,现代变压器中只使用高纯度的加有3%硅的冷硅的冷轧定向结晶硅钢片,并涂刷一层绝缘涂料。轧定向结晶硅钢片,并涂刷一层绝缘涂料。3.绝缘系统:将
4、变压器各绕组之间以及各绕组对地绝缘系统:将变压器各绕组之间以及各绕组对地之间隔离起来的系统。现代变压器是由许多中材之间隔离起来的系统。现代变压器是由许多中材料组成的一个完整的绝缘系统。从总的方面来看料组成的一个完整的绝缘系统。从总的方面来看,变压器绝缘系统广泛采用两类绝缘材料。,变压器绝缘系统广泛采用两类绝缘材料。液体绝缘材料和固体结缘材料。(随着近代技术发展,在开关设备中开始使用SF6绝缘气体)第一章 变压器油 第一节 变压器的结构和绝缘系统 液体绝缘材料矿物绝缘油、合成绝缘油 固体绝缘材料绝缘纸(牛皮纸、层压纸板)、纤维、云母、玻璃石棉、油漆涂料。第二章 变压器油 第二节第二节 变压器油的
5、特性变压器油的特性一一.变压器油的功能变压器油的功能 电气设备的正常运行,在很大程度上取决电气设备的正常运行,在很大程度上取决于变压器油的某些特性。一般地,变压器于变压器油的某些特性。一般地,变压器油具有三大功能(绝缘、灭弧、散热冷却油具有三大功能(绝缘、灭弧、散热冷却)。)。1.绝缘作用:变压器油可将不同点位(势)绝缘作用:变压器油可将不同点位(势)的带电部分隔离开来,使其不形成短路。的带电部分隔离开来,使其不形成短路。第一章 变压器油 第二节第二节 变压器油的特性变压器油的特性由于:空气的介电常数为由于:空气的介电常数为1.0,而变压器油的介电常数为,而变压器油的介电常数为2.25,油的介
6、电常数要比空气大得多,变压器内部线圈之,油的介电常数要比空气大得多,变压器内部线圈之间充满了变压器油,增大了介电强度,则内部元件不被击间充满了变压器油,增大了介电强度,则内部元件不被击穿。穿。2.灭弧作用:在开关中,变压器油主要起灭弧作用。灭弧作用:在开关中,变压器油主要起灭弧作用。当油浸开关切断电力负荷时,其固定触头和滑动触头之间当油浸开关切断电力负荷时,其固定触头和滑动触头之间产生电弧,温度很高,热量很多。如果不及时将热量带走产生电弧,温度很高,热量很多。如果不及时将热量带走、使触头冷却,就使设备烧毁。变压器油的灭弧作用是当、使触头冷却,就使设备烧毁。变压器油的灭弧作用是当油浸开关最初开断
7、产生电流时,产生的高温使油分子发生油浸开关最初开断产生电流时,产生的高温使油分子发生分解,产生约分解,产生约70%的氢气,氢气的导热系数较大,可吸收的氢气,氢气的导热系数较大,可吸收热量,将热量传导至油中,从而直接使触头冷却,达到灭热量,将热量传导至油中,从而直接使触头冷却,达到灭弧目的。弧目的。第二章 变压器油 第二节第二节 变压器油的特性变压器油的特性3.散热冷却作用:变压器在带电运行中,线圈中有散热冷却作用:变压器在带电运行中,线圈中有电流通过,产生一定的热量。如果热量不及时散电流通过,产生一定的热量。如果热量不及时散发出去,则会使线圈和铁芯内积蓄的热量增多,发出去,则会使线圈和铁芯内积
8、蓄的热量增多,使铁芯内部温度升高,损坏线圈外部包覆的固体使铁芯内部温度升高,损坏线圈外部包覆的固体绝缘材料,会烧毁线圈。若内部充有变压器油,绝缘材料,会烧毁线圈。若内部充有变压器油,线圈产生的热量首先被油吸收,再通过油的循环线圈产生的热量首先被油吸收,再通过油的循环而使热量散发出来。吸收热量的变压器油的冷却而使热量散发出来。吸收热量的变压器油的冷却方式有自然循环冷却。自然风冷、强油循环。方式有自然循环冷却。自然风冷、强油循环。第一章 变压器油 第二节第二节 变压器油的特性变压器油的特性二二.变压器油的基本特性(略)变压器油的基本特性(略)三三.变压器油的技术规范变压器油的技术规范(标准标准)(
9、P27)技术规范(标准)是在一定的时期内具有法规性技术规范(标准)是在一定的时期内具有法规性的约束力,大家必须遵守的条文、条款和数学指的约束力,大家必须遵守的条文、条款和数学指标。一般地,每隔标。一般地,每隔510年对变压器油的标准进行年对变压器油的标准进行修订和更新。我国变压器油的技术规范制定的依修订和更新。我国变压器油的技术规范制定的依据是国际标准和我国实际情况,目前我们使用的据是国际标准和我国实际情况,目前我们使用的技术规范中的大部分项目指标已接近国际同类标技术规范中的大部分项目指标已接近国际同类标准水平。准水平。第一章 变压器油 第二节第二节 变压器油的特性变压器油的特性1.国产变压器
10、油的新油技术规定国产变压器油的新油技术规定(1)一般变压器油)一般变压器油:GB 2536-1990(2)500KV及以上变压器用油性能指标:除符合通用要求及以上变压器用油性能指标:除符合通用要求外,还应符合外,还应符合IEC 60296-2003,两者不一致时以,两者不一致时以IEC 60296为准,不再使用为准,不再使用SH0040-1991超高压变压器油超高压变压器油。(见。(见电力变压器用绝缘油选用指南电力变压器用绝缘油选用指南DL/T 1094-2008)(3)断路器油技术指标:)断路器油技术指标:SH0351-19922.运行中变压器油质量(运行油标准):运行中变压器油质量(运行油
11、标准):GB/T 7595-2008(该标准包含运行中变压器油质量(该标准包含运行中变压器油质量 标准和运行中断路器油质量标准标准和运行中断路器油质量标准)3.运行变压器油维护管理导则运行变压器油维护管理导则 GB/T14542-2005第一章 变压器油 第三节第三节 运行中变压器油性能的变化运行中变压器油性能的变化几个定义:几个定义:新变压器油新变压器油 未与电气设备中的各种材料触过的新变压器油。未与电气设备中的各种材料触过的新变压器油。投入运行前的油投入运行前的油 新油直接或经过处理后充入电气设备中,但又未新油直接或经过处理后充入电气设备中,但又未正式通电投入运行的变压器油。正式通电投入运
12、行的变压器油。运行中变压器油运行中变压器油 充油电气设备运行后的变压器油。充油电气设备运行后的变压器油。第一章 变压器油 第三节第三节 运行中变压器油性能的变化运行中变压器油性能的变化一一.油质变坏的原因油质变坏的原因(一一)油质劣化的基本因素油质劣化的基本因素 1.氧氧 油质劣化的因素很多,但主要是氧作用的结果油质劣化的因素很多,但主要是氧作用的结果 氧的来源:变压器内的空气氧的来源:变压器内的空气 向变压器内注油时,一般采用真空注油,其目的是尽量减少变压器内向变压器内注油时,一般采用真空注油,其目的是尽量减少变压器内空气的含量,亦即减少氧的含量。即使采用真空注油、即使变压器的空气的含量,亦
13、即减少氧的含量。即使采用真空注油、即使变压器的密封性能再好,仍有一定量的空气存在其中。所以氧的存在是不可避密封性能再好,仍有一定量的空气存在其中。所以氧的存在是不可避免的,油的劣化也是不可避免的。因此我们要做的就是想方设法减慢免的,油的劣化也是不可避免的。因此我们要做的就是想方设法减慢油质劣化速度。油质劣化速度。第一章 变压器油 第三节第三节 运行中变压器油性能的变化运行中变压器油性能的变化一一.油质变坏的原因油质变坏的原因(一一)油质劣化的基本因素油质劣化的基本因素 2.催化剂催化剂 加快劣化速度,本身在劣化过程中不被消耗加快劣化速度,本身在劣化过程中不被消耗 油质劣化的催化剂为:水分和铜、
14、铁材料油质劣化的催化剂为:水分和铜、铁材料(1)水分。是油氧化的是要催化剂。水分来源:)水分。是油氧化的是要催化剂。水分来源:1)外部湿)外部湿气向变压器内部的浸入;气向变压器内部的浸入;2)纤维素吸附的水分浸入油中)纤维素吸附的水分浸入油中;3)纤维素老化形成的水分)纤维素老化形成的水分(2)铜、铁材料。铜、铁来源)铜、铁材料。铜、铁来源:变压器内部大量的铜导线和变压器内部大量的铜导线和铁芯。对油质老化来说,铜、铁的存在加速油质老化,铝铁芯。对油质老化来说,铜、铁的存在加速油质老化,铝、镍的作用很弱。、镍的作用很弱。第二章 变压器油第三节第三节 运行中变压器油性能的变化运行中变压器油性能的变
15、化一一.油质变坏的原因油质变坏的原因(一一)油质劣化的基本因素油质劣化的基本因素3.加速剂(也称外界因素)加速剂(也称外界因素)(1)热(温度)。温度对油品的劣化速度、劣化方向和劣)热(温度)。温度对油品的劣化速度、劣化方向和劣化产物都有不同程度的影响。例如:常温下氧化速度很慢化产物都有不同程度的影响。例如:常温下氧化速度很慢,温度超过,温度超过60,每升高每升高10,氧化速度会加速一倍,氧化速度会加速一倍(2)震动与冲击。分子运动速度加快,从而加速氧化速度)震动与冲击。分子运动速度加快,从而加速氧化速度(3)电场。)电场。第一章 变压器油第三节第三节 运行中变压器油性能的变化运行中变压器油性
16、能的变化一一.油质变坏的原因油质变坏的原因(一一)油质劣化的基本因素油质劣化的基本因素4.纤维素材料。变压器内部的绝缘纸等纤维素材料,对油质纤维素材料。变压器内部的绝缘纸等纤维素材料,对油质劣化产生叠加效应,即油的老化对纤维素的老化有促进作劣化产生叠加效应,即油的老化对纤维素的老化有促进作用,纤维素的老化会更加速油的老化速度。用,纤维素的老化会更加速油的老化速度。总之,油的劣化是一个不可避免的过程,我们所要做的就是总之,油的劣化是一个不可避免的过程,我们所要做的就是尽大限度的减慢这个化学反应的速度,尽量降低各种因素尽大限度的减慢这个化学反应的速度,尽量降低各种因素的影响。的影响。(二)油分解的
17、化学过程(二)油分解的化学过程(自己看书)(自己看书)第一章 变压器油第三节第三节 运行中变压器油性能的变化运行中变压器油性能的变化二二.油氧化的特性及分解产物油氧化的特性及分解产物 油的氧化是一个不可避免的过程,没有方法和手段可以阻止这种氧化油的氧化是一个不可避免的过程,没有方法和手段可以阻止这种氧化过程。我们能够做到的是尽大限度的减慢这个化学反应的进程。过程。我们能够做到的是尽大限度的减慢这个化学反应的进程。(一)油氧化的特性(一)油氧化的特性 油的烃类构成:芳香烃、烷烃、环烷烃油的烃类构成:芳香烃、烷烃、环烷烃 1.芳香烃芳香烃氧化能力最小,没有侧链的芳香烃很稳定。带侧链的,氧氧化能力最
18、小,没有侧链的芳香烃很稳定。带侧链的,氧 化能力上升;侧链越多、链越长,其氧化能力越强。化能力上升;侧链越多、链越长,其氧化能力越强。2.烷烃烷烃氧化能力强于芳香烃,氧化能力随温度的升高而增强。氧化能力强于芳香烃,氧化能力随温度的升高而增强。3.环烷烃环烷烃氧化能力最强,其被氧化的倾向随分子结构复杂性的增加氧化能力最强,其被氧化的倾向随分子结构复杂性的增加而增加、随分子量的增加而增加。而增加、随分子量的增加而增加。4.混合烃的氧化混合烃的氧化当几种烃混合氧化时,表现出的氧化能力与单独存当几种烃混合氧化时,表现出的氧化能力与单独存在时不同。如:无侧链的芳香烃单独存在时比环烷烃稳定,当和环烷在时不
19、同。如:无侧链的芳香烃单独存在时比环烷烃稳定,当和环烷烃同时存在时,方香烃首先氧化,起到阻止环烷烃氧化生物作用,即烃同时存在时,方香烃首先氧化,起到阻止环烷烃氧化生物作用,即起到了抗氧化的作用。起到了抗氧化的作用。第一章 变压器油第三节第三节 运行中变压器油性能的变化运行中变压器油性能的变化二二.油氧化的特性及分解产物油氧化的特性及分解产物(二)油氧化的分解产物(二)油氧化的分解产物 1.油劣化的三个阶段油劣化的三个阶段 (1)诱导期阶段()诱导期阶段(2)反应期阶段()反应期阶段(3)迟滞期阶段)迟滞期阶段2.油劣化的分解产物油劣化的分解产物过氧化物过氧化物水溶性酸低分子酸脂水溶性酸低分子酸
20、脂肪酸水分醇类金属皂类醛类酮类沥青稀油泥肪酸水分醇类金属皂类醛类酮类沥青稀油泥3.3.油质劣化过程的终结阶段:生成油泥油质劣化过程的终结阶段:生成油泥 第一章 变压器油第三节第三节 运行中变压器油性能的变化运行中变压器油性能的变化三三.油质劣化的危害性油质劣化的危害性 1.降低油品的绝缘性能,相应提高油品的导电性。降低油品的绝缘性能,相应提高油品的导电性。2.促使固体绝缘材料老化,降低设备的电绝缘水平,缩短促使固体绝缘材料老化,降低设备的电绝缘水平,缩短设备的使用寿命。设备的使用寿命。3.使设备构件中所使用的铜、铁、铝等金属材料腐蚀,缩使设备构件中所使用的铜、铁、铝等金属材料腐蚀,缩短使用寿命
21、。短使用寿命。4.油质深度劣化的产物是油泥,油泥会加速固体结缘材料油质深度劣化的产物是油泥,油泥会加速固体结缘材料的破坏,导致绝缘收缩,造成变压器丧失吸收冲击负荷的的破坏,导致绝缘收缩,造成变压器丧失吸收冲击负荷的能力,并且严重影响散热,引起变压器线圈局部过热,使能力,并且严重影响散热,引起变压器线圈局部过热,使变压器的工作温度升高,造成必须境地运行变压器的额定变压器的工作温度升高,造成必须境地运行变压器的额定出力等严重后果。出力等严重后果。第一章 变压器油 第四节第四节 油质试验及其意义油质试验及其意义一一.外观外观 1.控制指标控制指标新油和运行油:透明、无杂质或悬浮物新油和运行油:透明、
22、无杂质或悬浮物 2.试验方法试验方法外观目测。透明度的判定方法:将油品注入外观目测。透明度的判定方法:将油品注入100mL量筒中,在量筒中,在205下观察,应为透明;悬浮物和机械杂质:用肉眼直接观看油样,观下观察,应为透明;悬浮物和机械杂质:用肉眼直接观看油样,观其底部及油中有无杂质和悬浮物。若油争议,应按照其底部及油中有无杂质和悬浮物。若油争议,应按照GB511方法定量测定杂方法定量测定杂质含量。质含量。(为什麽在(为什麽在205下观察?因为油品的透明度,特别时在较低温度下,溶下观察?因为油品的透明度,特别时在较低温度下,溶解在油中的石蜡和可溶性有害成分会从油中析出,使油呈现不透明状态。)解
23、在油中的石蜡和可溶性有害成分会从油中析出,使油呈现不透明状态。)(如果在(如果在205下:外观不透明,且水分含量不大,定量测定杂质不超过下:外观不透明,且水分含量不大,定量测定杂质不超过0.005%,则说明油中的石蜡含量高,或油精制不彻底,其中含有大量的胶质,则说明油中的石蜡含量高,或油精制不彻底,其中含有大量的胶质、沥青质等有害成分,此种情况油品不能使用;外观透明,定量测定杂质含、沥青质等有害成分,此种情况油品不能使用;外观透明,定量测定杂质含量高,则说明油中含有机械杂质、悬浮物等不溶性杂质,此种情况将油品进量高,则说明油中含有机械杂质、悬浮物等不溶性杂质,此种情况将油品进行过滤后可以使用。
24、行过滤后可以使用。如为新油,根据合同规定,可以不购买;如为运行油,如为新油,根据合同规定,可以不购买;如为运行油,必须进行过滤处理合格后方可使用。)必须进行过滤处理合格后方可使用。)3.测定意义测定意义可判定油中是否存在不溶性油泥、游离水分、碳粒、纤维、灰尘可判定油中是否存在不溶性油泥、游离水分、碳粒、纤维、灰尘等物质。等物质。第一章 变压器油 第四节第四节 油质试验及其意义油质试验及其意义二二.水溶性酸水溶性酸1.控制指标控制指标新油:无新油:无 投入运行前的油:投入运行前的油:5.45.4 运行油运行油:4.24.2 2.试验方法试验方法投入运行前的油和运行油投入运行前的油和运行油:GB/
25、T 7598-2008 运行中变压器油水溶性酸测定法运行中变压器油水溶性酸测定法 3.测定意义测定意义可检查运行油中低分子有机酸存在的状况及对纤维素绝缘可检查运行油中低分子有机酸存在的状况及对纤维素绝缘材料产生腐蚀的倾向。材料产生腐蚀的倾向。4.注意事项注意事项1)试验用水)试验用水2)萃取温度)萃取温度3)摇动时间)摇动时间4)指示剂)指示剂 5)pH标标准溶液准溶液 5.不合格的原因:油质老化;油被污染不合格的原因:油质老化;油被污染6.不合格后的处理:进行再生处理不合格后的处理:进行再生处理 或换油或换油第一章 变压器油 第四节第四节 油质试验及其意义油质试验及其意义三三.酸值酸值1.控
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