變壓器油氫氣超標原因

1、新投運120MVA變壓器油中氫氣含量超標緣由分析與處理袁章福 程振偉(浙江華電烏溪江水力發(fā)電廠 郵編：324000)摘要 新投運變壓器，消滅油中特征氣體H2含量特別超標現(xiàn)象，本文對這一故障緣由進行了闡述與分析，介紹了相應處理措施與實施效果，對相關專業(yè)人員有肯定的借鑒作用。關健詞 新變壓器 油中氫氣 單值上升 緣由分析 處理結果0 前 言 變壓器是電力系統(tǒng)的重要設備，確保它的平安運行具有極其重要意義。浙江華電烏溪江水力發(fā)電廠湖南鎮(zhèn)電站二號主變壓器于2005年2月進行了技術更新，新變壓器型號為SFS9-120000/220，由濟南西門子變壓器有限公司制造，具有免修理、噪聲低、低損耗、吊芯式結構、外

2、型美觀等特點，于2005年3月18日投入運行。變壓器投運后運行正常，可在5月份的油樣色譜分析試驗中，發(fā)覺油中H2含量特別上升，超過了規(guī)程中規(guī)定的不大于150 uLL的要求，在隨后的油色譜跟蹤試驗中，顯示隨著時間推移， H2含量持續(xù)增長，與其它特征氣體相比，有明顯的單值上升特征。為此進行了分析與處理。1 變壓器技術參數(shù)及運行工況變壓器型號：SFS9-120000/220、名稱：三相三繞組無載調(diào)壓油浸風冷升壓變壓器相數(shù)：三相冷卻方式：ONAN（70%）/ONAF（100%）使用條件：戶外額定容量：120/60/120MVA額定電壓：242±2×2.5%/121/10.5kV額定

3、電流：286.3/286.3/6598.3A額定頻率：50Hz連接組號：YNyno,d11、空載損耗：68.5kW空載電流：0.065%器身重：108T油重：45.2 T總重：187T廠家：濟南西門子變壓器有限公司 出廠日期：2004年12月變壓器投運前各項試驗合格，油色譜試驗數(shù)據(jù)如下： 氣體含量單位:L/L試驗日期H2CH4C2H4C2H6C2H2COCO22005.03.181.780.960.090.200.049.84163.77湖南鎮(zhèn)電站一至四號發(fā)電機組的主接線方式為“兩機一變式”，三、四號機組接二號主變，機組額定容量為55.56MVA，因機組運行多年，自身存在缺陷，正方案改造，規(guī)定

4、其運行出力不大于42.5MW，故變壓器投運后均未達到滿負荷狀態(tài)。2 變壓器油中H2含量超標狀況及緣由分析2.1 油中H2含量超標狀況變壓器投運后，按要求定期取油樣色譜分析試驗，數(shù)據(jù)如下：氣體含量單位:L/L（下表同）試驗日期H2CH4C2H4C2H6C2H2COCO22005.03.2910.860.620.080.120.0413.23202.782005.04.20913.660.110.50.0570.92246.242005.05.19252.468.280.191.230.05189.63411.295月19日的油色譜試驗數(shù)據(jù)顯示，特征氣體H2含量超過了標準規(guī)定，CH4、C2H4等烴

5、類氣體含量在規(guī)定范圍內(nèi)，經(jīng)送油樣至浙江省電力中試所油色譜分析試驗比對，試驗數(shù)據(jù)正確, 變壓器油微水含量分析試驗數(shù)據(jù)正常，要求進一步加強油色譜分析試驗，測得相關數(shù)據(jù)如下：試驗日期H2CH4C2H4C2H6C2H2COCO22005.06.15339.8111.610.282.170.05260.09537.902005.07.18477.7616.950.302.720.06361.02652.662005.08.18620.7922.790.373.810.06430.88762.422005.09.7717.5924.850.374.030.06437.83759.21六月份起取油樣周期改為

6、每周一次（表中數(shù)據(jù)未全部列出），期間進行了變壓器油微水含量分析試驗、變壓器繞組絕緣電阻、吸取比試驗、繞組tg測試、泄漏電流測試等，上述試驗數(shù)據(jù)均正常。2.2 緣由分析對于新投運的變壓器來說，特征氣體含量(除C2H2外)有肯定的變化當屬正?，F(xiàn)象，由于在電場、熱作用下，油中水分解、絕緣材料熱分解會引起氣體含量一些變化，當然這些變化量應在規(guī)定的范圍內(nèi)，并趨于穩(wěn)定。假如特征氣體含量超過規(guī)定要求，H2含量大于150L/L、總烴含量大于150L/L、C2H2含量大于5L/L時，均需引起留意，數(shù)據(jù)顯示H2含量已遠大于規(guī)定的150L/L要求。在電力設備預防性試驗規(guī)程DLT5961996中對CO、CO2的含量沒

7、有作出具體要求。變壓器油中溶解氣體分析和推斷導則DLT7222000中對CO含量正常值提出了參考意見，認為密封室變壓器其正常值約800 uLL。如總烴含量大于150L/L，CO、CO2氣體含量顯著變化則反映了設備內(nèi)部絕緣材料老化或故障現(xiàn)象，明顯這一現(xiàn)象不存在。電弧、火花放電、局部放電、油和固體絕緣熱分解、水分解等因素均可引起H2含量上升。特征氣體C2H2含量穩(wěn)定無變化，可排解電弧、火花放電的可能。油和固體絕緣熱分解可引起特征氣體H2、CH4、C2H4、 C2H6、 CO、 CO2變化，實際上烴類氣體含量變化不大，變壓器油溫一般在4560間，故變壓器無整體及局部過熱現(xiàn)象。局部放電要產(chǎn)生H2和CH

8、4，隨著溫度上升，相繼產(chǎn)生C2H6、C2H4，從烴類氣體含量的變化看應無局部長期放電現(xiàn)象。特征氣體H2含量超標，而其他烴類氣體成分含量變化不大，客觀上可大致推斷為設備受潮或進水。回顧變壓器運輸、安裝過程，正值春初多雨之時，安裝前變壓器本體充氮愛護，安裝當日上午晴空無風、相對濕度低于75%，滿足安裝條件，然而下午天氣忽轉(zhuǎn)陰雨，安裝工作不得不馬上中止，雖準時將變壓器本體密封并抽真空、充氮愛護,這一過程中難免有潮氣浸入；其次次安裝時，因進度緣由，本體再次抽真空、充氮愛護；另外，相關附件如連接管道、套管等，其端部接觸面均有受潮現(xiàn)象，安裝時僅清掃潔凈未實行進一步的處理。故變壓器本體內(nèi)部受潮的可能性格外大

9、。此外，變壓器內(nèi)的不銹鋼材料可能在加工過程中或焊接時吸附氫而運行后又緩慢釋放。綜上分析，變壓器油中特征氣體H2含量大幅上升的主要緣由應是變壓器內(nèi)部受潮引起。據(jù)有關爭辯資料，變壓器本體總水量中，有 99存在于固體絕緣纖維中，只有1以下的水分存在于變壓器油中，這主要是由于纖維素對水具有強大的親和力。固體絕緣中的水份只有在溫度大于80時，才會從絕緣層表面逸出溶入油中，當溫度下降后，又會吸附上絕緣層，因變壓器油始終運行在70下，故油中水含量幾無變化，變壓器油微水含量分析試驗反應不出受潮現(xiàn)象。變壓器繞組絕緣電阻、吸取比試驗、繞組tg測試、泄漏電流試驗正常，說明變壓器絕緣僅表面受潮。3 處理措施與效果經(jīng)與

10、制造廠家聯(lián)系，于9月初將變壓器改檢修，進行缺陷處理，針對變壓器絕緣表面受潮、H2含量超標這一現(xiàn)象，實行二個處理措施，一是對變壓器油進行脫氣處理；二是抽真空去除變壓器內(nèi)絕緣層表面潮氣。將變壓器油全部排入油桶,，現(xiàn)場用ZLJ-200二級真空濾油機進行循環(huán)加熱脫氣處理，油溫加至60，經(jīng)三天不間斷的過濾，油色譜分析試驗數(shù)據(jù)合格，如下： 試驗日期H2CH4C2H4C2H6C2H2COCO22005.9.1319.331.930.450.250.0942.28247.39 同時用真空泵對變壓器本體進行抽真空工作，如圖示將真空泵與滑閥（6）連接，吸濕變壓器抽真空連接示意圖器（16）先拆下，端口用悶板密封，真

11、空表接于排油閥（12）上，變壓器各排氣塞均關閉，滑閥（8）與（20）打開，各組散熱器與油箱的連接閥也應打開（散熱器一起抽真空），經(jīng)查無誤后，打開滑閥（6）和真空泵逆流止回閥（13），啟動真空泵進行抽真空。要求真空度（殘壓）1mbar(1Pa=0.01mbar)，在必要真空達到后，最低抽真空時間24h，實際上在變壓器油脫氣期間，始終對本體抽真空至開頭加注變壓器油時為止。當油位加至離油箱頂還有10cm距離時，臨時停止注油過程，又連續(xù)抽真空24小時。然后加滿油。相關試驗合格后，于9月13日，二號主變壓器投入運行，運行后的油色譜跟蹤分析試驗數(shù)據(jù)如下，油中H2含量趨于穩(wěn)定，符合規(guī)程要求。試驗日期H2CH

12、4C2H4C2H6C2H2COCO22005.10.1321.711.960.490.260.0946.01267.42005.11.1035.132.890.650.300.1065.32327.442006.05.0531.582.920.630.390.09105.14398.672006.06.0531.493.030.630.410.08117.97488.85 經(jīng)抽真空及脫氣處理后，變壓器內(nèi)絕緣表面受潮故障得到有效消退，油中特征氣體含量穩(wěn)定，二號主變壓器牢靠運行。4 結論 變壓器的安裝工作及為關健，其工藝好壞直接影響變壓器的平安運行，除了應認真遵循設備安裝說明及相關檢修標準外，我們還應考慮作業(yè)環(huán)境、氣候變化、附件存放等因素，要有應對措施，把好每一環(huán)節(jié)，從而確保變壓器牢靠、平安運行。參考文獻 1 變壓器安裝說明/西門子變壓器有限公司2 電力變壓器檢修導則DL/T 573-953 變壓器故障診斷與修理/趙