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变压器油抗氧化性能的好坏可直接影响到油品的使用寿命。为了评估运行变压器油的剩余使用寿命,在100℃、110℃和120℃温度下分别对新变压器油和运行变压器油样品进行氧化安定性试验,测试出它们在不同温度下的诱导期, 然后利用诱导期对运行变压器油剩余使用寿命进行评估。测定油水之间界面张力是检查油中含有因老化而产生的可溶性极性杂质的一种间接有效的方法, 是检查油品早期氧化的一种手段, 故在100 、110 和120 温度下分别对新变压器油和运行变压器油样品进行开口杯老化试验,并定期测定各老化油样的界面张力,根据测得的试验结果从另一方面对油品剩余使用寿命进行评估。 本文评估的变压器油用于某电站主变压器(主变) ,已使用了13年,该主变的电压等级为500 kV。 1.1 诱导期法评估 依据 GB/T 12580加抑制剂的矿物绝缘油氧化安定性测定法,分别在100℃、110℃和120℃ 温度下对各油样的诱导期进行测试,结果见表1。 对运行变压器油剩余使用寿命的评估依据: 假设自变压器投运以来n 年中所补加的新变压器油均与变压器最初充装的变压器油质量相同的前提下, 运行变压器油的诱导期或界面张力老化到极限值的时间 t 比新变压器油诱导期或界面张力老化到极限值的时间T缩短的时间是由于该新变压器油注入变压器后运行n年逐渐劣化引起的。则(T-t)/n是该变压器在其运行工况下每年引起评价指标缩短的时间。若待评估的运行油可继续使用的年限用N 表示,则N = t{(T-t)n} , 即待评估的运行变压器油的剩余使用寿命。 本文中采用的运行变压器油已使用13年,根据N=t{(T-t)13},采用诱导期法对运行变压器油剩余使用寿命进行评估, 结果见表2。 1. 2 界面张力法评估 对各油样在100℃、110℃和120℃温度下进行开口杯老化试验,在试验过程中,定期测定各老化油样的界面张力,根据试验数据对界面张力与老化时间做图,并对散点图趋势线回归, 其 R 值均大于 0.95。根据回归方程分别计算出界面张力为19 mN/ m( 运行变压器油界面张力的质量指标为大于等于19 mN/ m)时各油样进行开口杯老化的时间。 根据试验数据,用N=t{(T-t)n}对运行变压器油的剩余使用寿命进行评估。 (1)在100℃下对各油样进行开口杯老化试验,不同时间测得老化油样界面张力的结果见图1。根据图1 的回归方程, 计算得到界面张力为19 mN/m 时新变压器油和运行变压器油的开口杯老化时间分别为250h和75.03h。根据公式N=t{(T-t)13},对运行变压器油剩余使用寿命进行评估,结果为5.57年。 (2)在110℃下对各油样进行开口杯老化试验,不同时间测得老化油样界面张力的结果见图2。根据图2 的回归方程,计算得到界面张力为 19 mN/ m 时新变压器油和运行变压器油的开口杯老化时间分别为149 h 和30.71 h。根据公式 N=t{(T-t)13},对运行变压器油剩余使用寿命进行评估, 结果为 3.37年。 (3)在120 ℃下对各油样进行开口杯老化试验,不同时间测得老化油样界面张力的结果见图3。根据图3 的回归方程, 计算可得到界面张力为19mN/m时, 新变压器油和运行变压器油的开口杯老化时间分别为109.7h 和21.62h。根据公式N=t{(T-t)13},对运行变压器油的剩余使用寿命进行评估,结果为3. 19 年。 2. 运行变压器油剩余使用寿命的综合评估 各温度下采用诱导期法和界面张力法对运行变压器油剩余使用寿命的评估结果见表3。 由表3可以看出,两种评估方法得出的结果比较一致,所得的评估结果是可信的。在多次重复测量时, 通常以各次测量的算术平均值随机不确定度 作为测量结果,上述对运行变压器油的各剩余寿命评估值可以近似看作是对其剩余寿命的6次重复测量, 根据等精度直接测量的数据处理方法如下: 运行变压器油剩余使用寿命的评估值n为:2.97、5.63、3.37、5.57、3.37、3.19。 对上述数据按从小到大的顺序排列如下:2.97、3.19、3.37、3.37、5.57、5.63。 计算得R1=0.22,R2=0.07,查表得f(n,p)=f(6,95%)=0.560。R1和R均小于0.560,所以测得的6个数据中不含粗差。 处理后的运行变压器油剩余使用寿命评估值的平均值为4.02年,算术平均值的标准偏差为0. 50年, 其剩余寿命的评估值表示为4.02年0.50年。 3. 结 论 本文提出了在试验室中对运行变压器油进行剩余使用寿命评估的方法,评估模型为:N=t{(T -t)n}。可采用诱导期法和界面张力法或采用其中的一种方法分别在100℃、110℃和120℃下对运行变压器油进行剩余使用寿命的评估,最后用所得结果的算术平均值加减随机不确定度的形式表示评估结果。本文研究的运行变压器油剩余使用寿命的评估方法在实际中有所应用,评估结果和实际情况相符,证明该评估模型可用于运行变压器油剩余使用寿命的评估。
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发表于 1970-1-1 08:00:00
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