CN102384930A

CN102384930A - 变压器油抗氧化性能的评价方法

Info

Publication number: CN102384930A
Application number: CN2010102733225A
Authority: CN
Inventors: 俞巧珍; 傅继瑜; 吕文继; 濮尚斌; 赵吉余
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2030-09-03
Also published as: CN102384930B

Abstract

本发明涉及变压器油抗氧化性能的评价方法，主要解决现有技术存在不能提供符合变压器油实际应用环境的用于评价变压器油抗氧化性能的方法的问题。本发明通过采用在变压器油中设置裸露的、有载荷的变压器，使变压器油与变压器充分接触；其中所述变压器的绕组参数为：电感L1为1～4亨、电感L2为0.5～2亨；电阻R1为1～5欧姆、电阻R2为0.5～5欧姆；空载电流为50～500毫安；总功耗为50～120瓦特；绝缘电阻为20～1000兆欧；所述变压器的性能参数：空载损耗为5～20瓦特；空载电流为50～500毫安；短路损耗(75℃)为10～100瓦；阻抗压降(75℃)为10～50伏；绕组线圈额定温升为10～80℃；铁芯表面额定温升为10～80℃的技术方案较好地解决了该问题，可用于变压器油抗氧化性能的评价中。

Description

变压器油抗氧化性能的评价方法

技术领域

本发明涉及一种变压器油抗氧化性能的评价方法。

背景技术

变压器油是电力输送系统中使用的基本材料之一，在变压器、电抗器、互感器、开关等充油电气设备中主要起绝缘和冷却散热作用。由于电气设备在电力输变过程中，变压器油会受到氧、温度、电场、金属、绝缘材料等因素的影响而发生氧化、裂解等化学反应，生成大量的过氧化物及醇、醛、酮、酸等氧化物，再经过缩合反应生成油泥等不溶物，导致油质劣化、降低使用寿命。因此，变压器油抗氧化性能是变压器油的重要品质指标。

目前有多种技术和方法可以评价变压器油抗氧化性能。公开的常用方法有热分析仪法、旋转氧弹法、老化试验法、氧化试验法和现场试验法。

热分析仪法是采用高压差示扫描量热仪(PDSC)将样品在高温与氧压条件下，使变压器油迅速氧化、降解，放出大量热量，得到待测油样包含启始氧化时间和氧化放热峰顶时间热焓变化信息的热谱图，油样的启始氧化时间为油样的氧化诱导期，它部分反映了油品的抗氧化性能。优点是取样量少、检测时间快，不足是它只检测了油品的热氧化稳定性，不能用来客观地评价油品的实际抗氧化性能。

旋转氧弹法是变压器油氧化安定性的另一种快速评定方法。试验原理是将试样、蒸馏水和铜催化剂线圈一起放到一个带盖的玻璃盛器内，然后把它放进装有压力表的氧弹种，氧弹在室温下充入620KPa压力的氧气，放入140℃的油浴中。氧弹与水平面成30°的角度，以100r/min的速度轴向旋转。当达到规定的压力降时，停止试验，记录试验时间，作为试样的氧化安定性。优点是检测时间相对较短，试验操作相对简单，不足是由于只是部分模拟了变压器油的工作条件，因此评价结果有一定的局限性。

老化试验法是在一定试样中加入铜丝，并将其放入115℃的烘箱中老化72小时，考察油品酸值和外观(如油泥产生)。优点是设施简单，试验简便。不足是评价方法相对单一。

现行有两种氧化试验的方法来评价变压器油抗氧化性能。一是变压器油国家标准GB2536-90中规定的氧化试验方法，二是变压器油国际标准IEC60296-2003中采用变压器油氧化试验方法。它们的试验原理都是利用铜丝作为催化剂、在一定温度(如110～120℃)、一定气体(空气或氧气)气氛下考察油品产生的油泥和酸值的情况。由于试验方法都只是模拟了变压器油在加热和以铜丝作为催化剂情况下油品老化变质的情况，与实际运行中变压器的其他材质(如铁芯、绝缘纸等)以及施加电压的情况仍有一定差异，因此评价结果有一定的局限性。

现场试验法就是将试样装入实际的工作变压器中考察试样的使用性能。优点是最真实和可靠地反应试样的整体使用性能。缺点是验验周期长，所费人力财力大。

综上所述，由于运行中变压器油的氧化过程是非常复杂，这是因为油本身结构组成的复杂性以及外部氧化条件的多变性。要对变压器油实际使用性能作出快速、正确的评价，必须要有相应的试验技术和设施，目前还缺少适用、价廉，且与变压器油实际运行工况更为接近的用于评价变压器油氧化性能的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在不能提供符合变压器油实际应用环境的用于评价变压器油抗氧化性能的方法的问题，通过特殊性能参数变压器在一定的试验条件下有载运行，以模拟变压器油实际工作中存在有氧、温度、电场、金属、绝缘材料的应用环境，提供一种新的变压器油抗氧化性能的评价方法。该方法能很好模拟变压器油的实际应用环境，更全面地反映变压器油实际应用时的抗氧化性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种变压器油抗氧化性能的评价方法，在变压器油中设置裸露的、有载荷的变压器，使变压器油与变压器充分接触；

其中所述变压器的绕组参数为：电感L1为1～4亨、电感L2为0.5～2亨；电阻R1为1～5欧姆、电阻R2为0.5～5欧姆；空载电流为50～500毫安；总功耗为50～120瓦特；绝缘电阻为20～1000兆欧；

所述变压器的性能参数：空载损耗为5～20瓦特；空载电流为50～500毫安；短路损耗(75℃)为10～100瓦；阻抗压降(75℃)为10～50伏；绕组线圈额定温升为10～80℃；铁芯表面额定温升为10～80℃。

上述技术方案中，所述变压器的绕组参数优选范围为：电感L1：1～3亨、电感L2：0.5～1.5亨；电阻R1：1～4欧姆、电阻R2：0.5～4欧姆；空载电流：50～400毫安；总功耗：50～100瓦特；绝缘电阻：20～1000兆欧。所述变压器的性能参数优选范围为：空载损耗：5～15瓦特；空载电流：50～400毫安；短路损耗(75℃)：10～80瓦特；阻抗压降(75℃)：10～40伏特；绕组线圈额定温升：10～80℃；铁芯表面额定温升：10～80℃。变压器油的试验条件为：温度60～200℃，氧气流量20～100毫升/分钟，电压1000～20000伏特；优选范围为：温度60～150℃，氧气流量20～80毫升/分钟，电压2500～18000伏特；更优选范围为：温度70～120℃，氧气流量20～60毫升/分钟，电压5000～12000伏特。变压器的试验条件为：初级电压200～500伏特，次级电压100～400伏特，负载电流1～10安培；优选范围为：初级电压250～450伏特，次级电压100～350伏特，负载电流2～8安培；更优选范围为：初级电压250～400伏特，次级电压150～300伏特，负载电流2～6安培。

采用本发明方法后，测试试验变压器油的酸值。当酸值劣化到GB/T14542标准中规定的0.1mgKOH/g限值指标时，记录试验时间，并将该时间作为评价试验变压器油的抗氧化性能的指标。

本发明方法通过采用特殊性能参数的变压器，使变压器油与裸露的、有载荷的变压器充分接触，真实地模拟了变压器油的实际应用环境，准确地反映了变压器油的抗氧化性能，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

试验前试验变压器油A1、A2、A3、B、C和D性能分析。具体见表1。

表1

从表1的性能数据可以看出，各试验变压器油均具有较好的电气性能。但从氧化稳定性看，A1、A2和A3油样的氧化性能较好，而B和D油样氧化性能次之，而C样品的氧化性能最差。根据实际应用情况，C产品一般用于小型低压变压器中，D等产品可以用于中、高压变压器中。因此，上述几个试样综合多方面情况分析，按质量排序可将其分为三类：

I类：具有较好性能变压器油，A2、A3油样

II类，具有良好性能变压器油，A1，B、D油样

III类：性能较差变压器油，C油样

【实施例1】

在变压器油A1中设置裸露的、有载荷的变压器，使变压器油与变压器充分接触；其中，变压器油的试验条件为：温度85℃，氧气流量25毫升/分钟，电压6000伏特；变压器的试验条件为：初级电压300伏特，次级电压200伏特，负载电流2.5安培。

所述变压器的绕组参数为：电感L1：2.12亨、电感L2：0.67亨；电阻R1：2.62欧姆、电阻R2：1.45欧姆；空载电流：250毫安；总功耗：90瓦特；绝缘电阻：500兆欧。

所述变压器的性能参数为：空载损耗：9瓦特；空载电流：120毫安；短路损耗(75℃)：72瓦特；阻抗压降(75℃)：35伏特；绕组线圈额定温升：65℃；铁芯表面额定温升：55℃。

测试试验变压器油的酸值，当酸值为0.1mgKOH/g时，记录试验时间为2720小时，并以该时间评价试验变压器油的抗氧化性能。

【实施例2】

在变压器油A1中设置裸露的、有载荷的变压器，使变压器油与变压器充分接触；其中，变压器油的试验条件为：温度98℃，氧气流量40毫升/分钟，电压9000伏特；变压器的试验条件为：初级电压380伏特，次级电压250伏特，负载电流5安培。

所述变压器的绕组参数为：电感L1：1.98亨、电感L2：0.71亨；电阻R1：2.63欧姆、电阻R2：1.46欧姆；空载电流：250毫安；总功耗：90瓦特；绝缘电阻：600兆欧。

测试试验变压器油的酸值和界面张力，当酸值为0.1mgKOH/g时，记录试验时间为1560小时，并以该时间评价试验变压器油的抗氧化性能。

【实施例3】

同【实施例1】，评价A1、A2、A3、B、D和C油样的抗氧化性能。只是变压器油的试验条件为：温度95℃，氧气流量40毫升/分钟，电压8100伏特；变压器的试验条件为：初级电压330伏特，次级电压220伏特，负载电流4.5安培。

所述变压器的绕组参数为：电感L1：2.01亨、电感L2：0.69亨；电阻R1：2.63欧姆、电阻R2：1.46欧姆；空载电流：250毫安；总功耗：90瓦特；绝缘电阻：500兆欧。

测试试验变压器油的酸值，当酸值为0.1mgKOH/g时，记录试验时间。具体见表2。

表2

油样	A1	A2	A3	B	C	D
							测试时间，小时	1994	3143	3270	1725	687	2147

从表2可以看出，根据测试时间，对试验油样性能优劣评价顺序是：A3、A2、D、A1、B、C。试验评价结果与试验样的性能分析和实际应用情况完全吻合。即：A2、A3油样为I类，具有较好性能变压器油；A1，B、D油样为II类，具有良好性能变压器油，C油样为III类，性能较差变压器油。由此得出，本发明对不同品质的变压器油评价有很好的区分性，且结果正确。

Claims

1.一种变压器油抗氧化性能的评价方法，在变压器油中设置裸露的、有载荷的变压器，使变压器油与变压器充分接触；

2.根据权利要求1所述变压器油抗氧化性能的评价方法，其特征在于所述变压器的绕组参数为：电感L1为1～3亨、电感L2为0.5～1.5亨；电阻R1为1～4欧姆、电阻R2为0.5～4欧姆；空载电流为50～400毫安；总功耗为50～100瓦特；绝缘电阻为20～1000兆欧。

3.根据权利要求1所述变压器油抗氧化性能的评价方法，其特征在于所述变压器的性能参数为：空载损耗为5～15瓦特；空载电流为50～400毫安；短路损耗(75℃)为10～80瓦特；阻抗压降(75℃)为10～40伏特；绕组线圈额定温升为10～80℃；铁芯表面额定温升为10～80℃。

4.根据权利要求1所述变压器油抗氧化性能的评价方法，其特征在于变压器油的试验条件为：温度60～200℃，氧气流量20～100毫升/分钟，电压1000～20000伏特。

5.根据权利要求4所述变压器油抗氧化性能的评价方法，其特征在于变压器油的试验条件为：温度60～150℃，氧气流量20～80毫升/分钟，电压2500～18000伏特。

6.根据权利要求5所述变压器油抗氧化性能的评价方法，其特征在于变压器油的试验条件为：温度70～120℃，氧气流量20～60毫升/分钟，电压5000～12000伏特。

7.根据权利要求1所述变压器油抗氧化性能的评价方法，其特征在于变压器的试验条件为：初级电压200～500伏特，次级电压100～400伏特，负载电流1～10安培。

8.根据权利要求7所述变压器油抗氧化性能的评价方法，其特征在于变压器的试验条件为：初级电压250～400伏特，次级电压150～300伏特，负载电流2～6安培。

9.根据权利要求8所述变压器油抗氧化性能的评价方法，其特征在于变压器的试验条件为：初级电压250～450伏特，次级电压100～350伏特，负载电流2～8安培。