基于物理吸附原理来降低变压器油介质损耗因数的研究与应用.pdf

1 6 上海电力 2 0 1 5年第 4期 基于物理吸附原理来降低变压器油 介质损耗 因数的研究与应用 黄俊 ， 宋人 杰 ， 张琛 ， 沙征 ( 1 上海交通大学 电气工程系， 上海2 0 0 2 4 0； 2 上海久隆电力( 集团) 有限公司变压器修试分公司， 上海2 0 0 4 3 6 ； 3 国网上海市区供电公司 ， 上海2 0 0 4 3 6 ) 摘要： 本文针对近几年上海电网出现的多台次变压器油介质损耗因数( t a r l ) 异常升高缺陷现象， 通过采样 检测及异常原因分析后 ， 基于物理吸附原理 ， 采 用 X D S吸附剂进行试验论 证 ， 证 明了 X D S吸附剂 能去除可能 造成介质损耗因数( t a n 6 ) 升高原因之一的铜元素及其相关物质， 从而在一定程度上能够有效降低介质损耗因 数 ( t a ) ， 对今后实际应用消缺处理有重大推动作 用。 关键词 ： 变压器 ； 介质损耗因数( t a n 6 ) ； X D S吸附剂 ； 铜元素 中图分类号 ： T M 4 1 文献标志码 ： A 0 引言 自2 0 1 2年 以来 ， 上海 电 网中运行 的多 台 3 5 k V油浸式电力变压器在历年周期性绝缘油带 电 检测中多次发现变压器油介质损耗因数的异常升 高现象 ， 它不仅影响这些变压器 的安全可靠运行 ， 而且其中某些主变在停电预试 中发现绝缘电阻值 下降幅度较明显 ， 通常不到前次的 1 3 ， 存在严重 安全缺陷 ， 最后不得 已实施了变压器抢修更换 的 紧急措施 ， 造成大量人力和物力 的消耗。 通过近几年变压器专业单位的不断跟踪技术 统计 、 分析和对现有技术措施实施效果的评估 ， 由 于常规的真空滤油机 ( 过滤精度为 1 m) 长时间 处理过滤措施未达到任何降低效果 ， 此类 变压器 油介质损耗因数升高已成为上海电网当前变压器 运行 的一个突出问题 ， 所以有必要对其油介质损 耗因数升高造成原因进行相应技术研究 ， 随后寻 找出一种迅速高效的解决方法以应对未来可能出 现的更多同类缺陷。 ( t g 8 ) 异常升高现象的原 因大致有 ： 铜 、 铝和铁金 属元素含量较高 ； 油中侵入溶胶杂质； 微生物细菌 感染 ； 油的粘度偏低使电泳电导增加， 导致 t g 6值 升高。 1 1 问题变压器油取样检测结果 对上海地 区发生介质损耗因数异常的问题变 压器油进行取样 ， 委托专业权威机构进行金属元 素的含量检测 ( 数据如表 1所示) 以及微生物 、 油 粘度 、 红外光谱图谱检测 ， 其中微生物、 油粘度 、 红 外光谱图谱检测未发现 明显异常 ， 但除了新油之 外 ， 其他油样中 c u元素都有异常偏高的现象 。 1 2 结 果分 析 为了得出变压器油 中 C u元素与变压器油介 质损耗因数( t a n g ) 存在对应关 系， 对 以上油样进 行 了介质损耗 因数 ( t a r t 6 ) 的测定 ， 结果如表 2所 不 。 由表2可以得 出初步结论 ： 含 C u元素偏多的 变压器油一般其介质损耗因数 ( t a n B ) 比较高， 两 者存在对应关系。 1 变压器油介质损耗 因数异 常原 因分析 2 物理 吸附材料选取及效果验证 变压器油是石油 的一种馏分产物 ， 它 的化学 组成 十分复杂 ， 大约含有 2 9 0 0多种 化合物。它 主要是有三类烃类物质组成 ： 烷烃 、 环烷烃 、 芳香 烃。 目 前行业 内认为造成变压器油介质损耗因数 鉴于介质损耗因数 ( t a n 6 ) 比较高的变压器油 中含 C u元素也异常偏多 的初步对应关 系， 为 了 进一步验证油 中含 C u元素异常是否就是造成其 介质损耗因数 ( t a n 6 ) 比较高的主要原 因， 两者之 2 0 1 5年第 4期 上海电力 1 7 间是否存在一定数量 比例关系， 同时也 为有效解 决变压器油介质损耗 因数高的问题 ， 应 寻找到一 种能对油中 C u元 素进行有 效物理吸附 的材 料 ， 通过对油样在实验室进行吸附试验来降低油样 中 C u含量 ， 对 比同一油样在不同 C u含量时的介损 值 ， 从而得出介质损耗 因数 ( t a n 6 ) 高低和油 中 C u 含量之间的关系。 2 1 物理吸附材料选取 通过系列技术查询和准备 ， 收集 了几种新型 吸附剂材料 ： 8 0 1吸附剂 、 X D S吸附剂和活性氧化 铝 ， 随后对其吸附铜元素能力进行试验( 表 3 ) 。 表 3油样 ( 处理前油样 ， 铜 含量 0 6 mg k g t a n B 2 2 ) 经过吸附剂处理结果 由于吸附剂的加人可能导致变压器油中的抗 氧化剂被 同样去除 ， 造成变压器 油的氧化安定性 时间增加。故在选择吸附剂 的过程中将变压器油 加入吸附剂后的氧化安定性作为一个指标 。在 比 较 了 3种吸附剂 的氧化安定性后 ， 发现在分别加 入几种吸附剂后 ， 不论是处理前的运行油还是处 理前的新油 ， 吸附剂 X D S对油 品的氧化安定性整 体影响最小 ( 如表 4所 示 ) 。因此， 选 择吸 附剂 X D S作为解决去除油中 C u元素较为合理。 表 4 3种吸附剂的氧化安定性 比较 2 2实验 室试验 为了验证吸附剂 X D S去除变压器油 中 C u元 素 的能力 ， 以及 C u元素含量减少能够有效 降低 问题变压器油的介质损耗 因数 ( t a n 6 ) ， 选用 了比 较典型偏高的问题油进行连续吸附对 比试验。 2 2 1 试验方法 试验 中， 取每份变压器油样 品 3 3 0 g ， 吸附剂 9 9 g ( 按变压油质量的 3 称取 ) ， 以及变压器新 油若干， 按以下主要步骤进行： ( 1 ) 取约 1 0 0 g吸附剂待烘箱温度升至 1 2 0 1 2 后 ， 烘干 2小时 ； 表 1 油样 中金属元素含量 m g k g 2 0 1 5年第 4期 上海电力 1 9 国家电网数据中心发展演进综述 赵磊 ， 张健 ( 1 国网上海市电力公司电力科学研究院， 上海2 0 0 4 3 7 ； 2 国网上海市电力公司奉贤供电公司， 上海2 0 1 4 0 0 ) 摘要： 数据中心是数据集中存储和管理的中心， 也是当前及未来发展的方向， 国家电网作为国民经济的基础 支撑行业， 数据中心的发展对企业经营管理、 电力生产、 社会能源节约具有重要现实意义， 本文总结了国家电 网公司数据中心发展演变过程 ， 阐述不同发展时期主要的技术特点。 关键词： 国家电网； 数据中心 ； 演进 中图分类号： T M 7 3 文献标志码： A 0引言 数据中心 ( D a t a C e n t e r ， 缩写 为 D C) ， 是数据 集 中存储和管理 的中心。在互联 网大背景下 ， 各 行业业务数据类型正在发生着 巨大 的变化 ， 数据 中心是互联网当前及未来发展的方向。数据中心 通过实现统一的数据定义与命名规范集中的数据 环境 ， 从而达 到数据共享与利用 的 目标。按规模 划分为部门级数据中心 、 企业级数据 中心 、 互联 网 数据中心以及主机托管数 据中心等。另外 ， 根据 2 0 1 4年初公布的数 据 中心年报显示在 当前超大 规模( h y p e c M e ) 数据 中心统 计 中， 服务 器超过 1 0 万台的公司属于 T i e r l ( 第一等级) ， 一共十几 家， 包括美国 G o o Se 、 A m a z o n 、 微 软、 I B M等 8家 ， 国内只有 B A T ( B a i d u ， A l i b a b a ， T e n c e n t ) 三家属于 超大型数据 中心 范畴。一个 典型 的数 据 中心 常常跨多个供应商和多个产品的组件 ， 包括 ： 主机 设备 、 数据备份设备 、 数据存储设备、 高可用系统 、 数据安全系统 、 数据库系统 、 基础设施平台等等。 这些组件需要放在一起 ， 确保它们能作为一个整 体运行。 电力行业是 国民经济的基础支撑行业 ， 电力 行业信息化和电力生产 自动化的发展与应用在电 力企业产生了海量的数据 。随着物联网、 云计算 、 电子商务等技术在 电力行业的应用 ， 电力企业数 据中心数据量从几百 T B快速增长到几千 T B， 数 据增长速度越来越快 ， 电力行业步人大数据时代。 数据中心作为电力数据 的有效载体 ， 电力企业数 据中心的发展直接关 系数据价值的挖掘 ， 对 电力 企业经营管理、 电力生产 、 社会能源节约都具有重 要的现实意义。本文主要将对 国家电网数据 中心 发展情况进行阐述 。 1 电网企业信息化基础建设 2 0 0 3 年 3 月 5日， 国家电网公司成立信息化 领导小组 ， 强调加快 电力信息化建设 步伐 。为实 现“ 一强三优” 现代公司( 电网坚强 、 资产优 良、 服 务优质 、 业绩优秀 ) 发展 战略 目标 ， 落实“ 三抓 一 创” 工作思路 ， 加快推进信息化建设 ， 国家 电网公 司制定了“ 十一五” 信息发展规划 ， 并于 2 0 0 6年 4 耗因数( t a n 8 ) 有明显的作用 ， 从而利用 了现有真 空滤油设备 ， 通过一定物理吸附流程组成 了一套 在现场使用的油介损处理装置 ， 可在变 电站现场 进行消缺处理 ， 避免 了以往对此类油介损超标变 压器 的返厂检修 ， 大量缩短 了变压器检修时间、 提 高了检修效率。 参考文献 ： 1 M G C R S S D ， K E L L Y J J ， P A R R H R H编著 文阎成等译 变压器维护指南 M 武汉： 湖北电力试验研究所 2 钱艺华， 侗冰变压器油 中金属含量检测及危害性分析 J 江西 电力 。 2 0 0 6， 3 0 ( 4) 3 】 电工流体 变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油 G