上浦變#1主變氫氣超過注意值分析

蔡柏林

國網福建石獅市供電有限公司

上浦變#1主變氫氣超過注意值分析

蔡柏林

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本文主要對一起110kV變壓器油中溶解氣體組分氫氣超過注意值進行分析，并提出了對于類似情況的建議。

主變壓器；氫氣；注意值

引言

溶解氣體分析中，經常出現僅有油中氫氣含量較大或超過注意值現象，其他組分未見異常。對于這種情況，往往無法直接判斷故障異常，因此需要進行分析。

上浦變電站#1主變投運后，油中溶解氣體各組分出現緩慢增長現象，其中氫氣增長較快，現氫氣組分已超過注意值。

1、概況

110kV上浦變#1主變，南京立業變壓器廠2006年8月生產，型號為SZ10-40000/110，2006年10月投運，投運后油中H2有緩慢的增長趨勢，2008年10月發現H2超過注意值(150μl/l)，逐縮短周期對其進行油色譜跟蹤，發現H2仍緩慢增長，至2011年1月H2含量為255μl/l，歷史油色譜跟蹤數據詳見表1。

表1

2、原因分析

主變氫氣含量均超過注意值(150μl/L)，且長期跟蹤以來有緩慢增長的趨勢；其他氣體組分均緩慢增長但無超過注意值。引起氫氣含量高的原因有：

2.1 變壓器油受潮

當變壓器內紙絕緣干燥不徹底，油在光、熱、電的作用下氧化析水或器身密封不嚴導致變壓器進水、受潮，內部就會有水分和含濕質，水分在電場的作用下電解產生氫氣；另外，水與鐵的化學反應也會產生大量的氫氣。

2.2 設備內部材料等吸附的氫氣釋放

在變壓器干燥、浸漬、出廠電氣試驗等熱和電的作用下，絕緣材料分解產生氫氣、烴類氣體，這些氣體吸附于多孔性且較厚的固體絕緣纖維材料中；新的不銹鋼材料也可能在加工過程和焊接過程中吸附氫氣。短期內氣體難以釋放到油中，在變壓器運行一段時間后，紙中所吸附的氣體慢慢地釋放出來，所以油中溶解氣體，尤其是氫氣含量明顯增高。

2.3 油受污染

有載調壓開關油室與本體間存在漏點，導致有載開關油室中的油向本體油箱滲漏，污染本體油(由于開關切換，有載開關內油會有較多溶解氣體產生，氫氣較大)。

2.4 變壓器內部故障產生H2

該主變色譜分析數據具有以下特點：

(1)H2超過注意值，而且CO、CO2均較高(可能涉及固體絕緣材料)，有微量乙炔(可能存在放電故障，但出現高溫熱點也可能產生乙炔)，雖總烴不高但甲烷占總烴含量比例很高，所有特征氣體均有增長趨勢，按照特征氣體分析法，故障特征符合局部放電的特征。

(2)根據2010年最后一次數據利用改良的三比值法計算C2H2/C2H4為1、CH4/H2為1、C2H4/C2H6為0，即110為低能放電。

綜上所訴懷疑設備存在低能的局部放電故障，但由于H2產生原因很多，加之其他氣體均無超過注意值且產氣速率也無明顯增長，故又不能說明確出現該故障。

3、進一步分析

因設備將到期進行年檢試驗，且無法判斷其確切存在放電故障，為進一步查明原因，故決定結合停電對設備進行本體熱油循環脫氫處理，以進一步觀察其脫氫后運行情況以作判斷。

熱油循環前，對主變本體油進取樣進行了色譜試驗，微水試驗，介電強度試驗及混油(本次由于有更換套管工作需要補充部分新油)試驗，數據如表2所示。熱油循環濾油機出口油溫保持不低于50℃，油箱內溫度不低于40℃。整個熱油循環過程對主變本體有進行變壓器油跟蹤試驗，主要為色譜分析及耐壓、微水試驗。在熱油循環的作用下，油中各特征氣體有明顯的下降，由于濾油機工作效率及作業時間的限制，特征氣體僅將至表2所示數據即停止熱油循環。

在靜置一段時間后，對主變本體進行了絕緣方面的電氣試驗，

表2

試驗數據據與歷史數據比較，無任何異常。年檢結束后主變繼續投入運行。

投運后對該主變進行了油色譜跟蹤試驗，數據如表3。如表所示，H2仍有緩慢增長趨勢，截止至2011年11月29日，氫氣數據為68μl/l未超過注意值。其他氣體也緩慢增長，如C2H2從0.36μl/l增至0.7μl/l，可以判斷該主變確存在放電或過熱情況，但可能較為微弱。鑒于跟蹤期間各組分氣體較小且增長緩慢，對該主變仍需長時間油色譜跟蹤，收集數據判斷故障類型確定是否需要停電處理。

表3

4、結論

影響變壓器油中氫氣含量的因素較多，既可由故障產生，也有可能為非故障產生。若存在難以判斷原因，需結合其它試驗項目，如紅外測溫、介損、局部放電、微量水分等試驗結果及出廠、交接等歷史數據進行綜合分析，若有機會可進行熱油循環脫氫，再觀察色譜分析情況以做出正確判斷。

建議加強出現該類油色譜異常主變的色譜跟蹤，并加強紅外測溫及設備巡視，綜合各項數據判斷。若設備到大修年限，建議大修時仔細檢查，查明原因排除故障，以確保設備安全。

[1]楊新華，韋耕銳.500kV主變壓器油中氫氣含量變化情況分析[J].才智，2012(28)：77-77.

[2]馬銘.互感器中氫氣含量超過注意值的原因[J].中國科技信息，2015(24)：26-28.