談油浸式變壓器氫氣超標(biāo)原因分析及處理措施

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摘要：目前在電力行業(yè)中，油浸式變壓器得到了較為廣泛的應(yīng)用，但是在實際運行中，由于各種主客觀因素的影響比如變壓器的制造質(zhì)量、調(diào)試安裝以及運行環(huán)境劣化等因素，容易導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)高低溫過熱以及放電的故障，引起變壓器氫氣超標(biāo)。本文結(jié)合自己的實際工作經(jīng)驗在相關(guān)數(shù)據(jù)對油浸式變壓器氫氣超標(biāo)原因分析及處理措施進行深入研究分析，對處理變壓器氫氣超標(biāo)故障有一定的實際意義，以供同仁參考。

關(guān)鍵詞：油浸式變壓器；氫氣超標(biāo)；原因分析；處理措施

在實際工作中為了有效保證電力系統(tǒng)的安全運行，降低變壓器發(fā)生故障的頻率，積極開展對變壓器潛伏性故障的早期預(yù)報以及準(zhǔn)確判定故障程度是非常重要的。一般的油浸式變壓器在長期運行后會產(chǎn)生局部過熱、以及放電，這樣一來其中的變壓器油以及絕緣材料就有可能被分解成含有CH4、C2H2等烴類氣體，而這些氣體的出現(xiàn)會導(dǎo)致變壓器油中氫氣含量超標(biāo)，而一旦發(fā)生氫含量超標(biāo)，必然會加速變壓器絕緣油的老化速度，大大的降低絕緣材料的使用壽命，嚴(yán)重影響變壓器的散熱以及冷卻效果，這樣會引起絕緣破壞，造成安全事故。因此要對設(shè)備進行定期的檢查，要能夠及早的發(fā)現(xiàn)設(shè)備是否出現(xiàn)局部放電的情況。

一、氫氣超標(biāo)對變壓器的危害

氫氣中濕度大、水分大，使氣體密度增大，增加了發(fā)電機通風(fēng)損耗，降低了發(fā)電機的運行效率。在實際工作中氫氣含量超標(biāo)會嚴(yán)重影響變壓器的正常運行，易造成變壓器出現(xiàn)短路的 事故。因為當(dāng)空氣含量中氫氣含量越大，水分就會越大，這樣大大的降低了氣體的介電強度使電子繞組受潮，降低絕緣電阻，這樣就會降低變壓器絕緣表面放電的電壓數(shù)值，出現(xiàn)變壓器閃絡(luò)以及絕緣擊穿的事故。

氫氣含量超標(biāo)易還會造成變壓器發(fā)電機的轉(zhuǎn)子護環(huán)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。變壓器的氫氣會對變壓器接觸的金屬表面產(chǎn)生強力的腐蝕，從而使護環(huán)產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致變壓器絕緣瓦發(fā)生松動，絕緣瓦同護環(huán)端部轉(zhuǎn)子線圈摩擦，引起轉(zhuǎn)子線圈接地或短路?？傊?，變壓器氫氣超標(biāo)會大大的影響變壓器的運行效率。

二、氫氣超標(biāo)原因分析

1、絕緣材料發(fā)生熱分解

變壓器在投入使用后，由于各種因素的影響它的特征氣體的含量會有一定的變化。一般情況下，在電場以及熱作用下，油中水分絕緣材料發(fā)生熱分解使得變壓器的整體氣體含量發(fā)生相應(yīng)的變化。在實際工作中，一旦出現(xiàn)特征氣體含量超過規(guī)定要求，即H2的含量高于150μL/L、總烴含量遠遠的高于150μL/L以及C2H2的含量又超出5μL/L，要格外的注意，此時的數(shù)據(jù)就表明H2含量已經(jīng)遠遠超標(biāo)大于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的含量要求。在實際工作中，氫氣在油浸式變壓器中的含量要符合《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》以及《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》中的有關(guān)規(guī)定。

2、變壓器高壓套管盒內(nèi)絕緣件受潮

變壓器高壓套管盒內(nèi)絕緣件受潮可能有多種原因。主要有工作人員在補氫氣時不小心帶入了水分、氫冷器以及定冷水系統(tǒng)發(fā)生漏水而進入變壓器發(fā)電機、發(fā)電機內(nèi)密封瓦處發(fā)生竄油從而帶入水蒸氣、補充不合格的氫氣以及氫氣干燥器的異常的使用。一旦發(fā)生變壓器的設(shè)備內(nèi)部進水受潮以及固體絕緣中滲入水分，這樣在電場的共同的作用下就會產(chǎn)生超標(biāo)的氫氣。此外，絕緣材料含有的氣泡在高電壓強電場作用下能引起 電暈而發(fā)生局部放電，從而產(chǎn)生H2；另外，在高電場強度作用下，水和鐵的化學(xué)反應(yīng)也能產(chǎn)生大量的H2，使H2在總烴含量中所占比重大。主絕緣受潮后，不但電導(dǎo)損耗增大，同時還會產(chǎn)生夾層極化，因而介質(zhì)損耗大大增加。

3、變壓器油出現(xiàn)電裂解

變壓器油在變壓器運行過程中，有時會發(fā)生短路或內(nèi)部放電的故障，這樣就會引起變壓器油箱內(nèi)的變壓器油發(fā)生電裂解的化學(xué)反應(yīng)，一般的變壓器設(shè)備產(chǎn)氣的故障可以分為過熱以及放電兩種：過熱主要是指低溫過熱、中溫過熱以及高溫過熱；放電主要是指高能量放電，又稱電弧放電，而此時的特征氣體是乙炔和氫，低能量放電是一種間歇性放電故障，特征氣體是乙炔和氫，總烴一般不高。此外局部放電是指液體和固體絕緣材料內(nèi)部形成的一種放電現(xiàn)象，以上情況都會導(dǎo)致變壓器油中出現(xiàn)甲烷、乙炔、氫氣、一氧化碳以及二氧化碳等氣體。在實際工作中，變壓器輕度局部的放電會引起乙炔，如果出現(xiàn)了氫氣，那說明，變壓器出現(xiàn)較為嚴(yán)重的故障。

4、磁屏蔽絕緣脫落后影響

在實際工作中，變壓器運行正常時，高、中壓線組的漏磁通主要有三條情況：一是經(jīng)高 中壓繞組—磁屏蔽板閉合；二是經(jīng)高中壓繞組 —油箱—高中壓繞組閉合；三是經(jīng)高中壓繞組 —油箱—磁屏蔽板—高中壓繞組閉合，并在箱殼和磁屏蔽板中感應(yīng)電勢；而運行中一旦出現(xiàn)磁屏蔽板的絕緣脫落，就會引起磁屏蔽形成一點或多點接地，從而導(dǎo)致感應(yīng)電流閉合回路，導(dǎo)致發(fā)熱，形成間隙放電或火花放電，產(chǎn)生過量的氫氣。

三、解決措施

1、預(yù)防變壓器絕緣件受潮

堅持定期的對密封油系統(tǒng)進行放水，保證密封油中水分合格。在潤滑油系統(tǒng)中安裝油凈化裝置，保證油中水分小于100mg/L。此外，還可以將氫氣干燥器以及密封油真空泵投入到變壓器的運行中，工作人員要進行實時監(jiān)督，保證密封油、定冷水以及大機油質(zhì)的質(zhì)量，加強油系統(tǒng)的放水檢查，制氫站應(yīng)加強排污，提高氫站出氫品質(zhì)，檢查氫站干燥器出口氫氣品質(zhì)。將變壓器進行徹底的真空干燥處理，簡單地使用真空濾油機進行脫氣往往不能處理該缺陷。

2、涂刷絕緣漆

為了保證變壓器的正常運行，要對變壓器內(nèi)部裸露的金屬表面涂刷絕緣漆，尤其是銅、鐵以及不銹鋼材料等，這樣能夠有效的防止金屬表面與變壓器油中水分發(fā)生反應(yīng)或作為催化劑加速變壓器油的氫化裂解。在這里值得注意的是，首先要對金屬材料的所有表面絕緣漆進行徹底固化，這樣才能進油箱并注油，決不允許變壓器器身干燥出爐后再對外身進行補漆。

3、油中氣體的脫氣

檢修前如果絕緣油中含有一定數(shù)量的氫氣、乙 炔等有害氣體，也會導(dǎo)致變壓器的氫氣超標(biāo)。因此，進油之前要采用真空脫氣法對絕緣油進行脫氣處理。

4、變壓器分接開關(guān)的處理

將變壓器操動桿的接頭與分接開關(guān)相聯(lián)，保持桿接頭的寬槽與開關(guān)接頭的梢釘大頭的方向一致，然后輕輕插上。在插好操動桿后，逆時針方向轉(zhuǎn)動，整個機構(gòu)直至扭轉(zhuǎn)不動，當(dāng)止動釘靠緊凸輪時，說明開關(guān)已正確定位。確保分接開關(guān)定位好后，還要仔細檢查觸頭與靜觸柱之間的壓力。

結(jié)束語

油浸式變壓器中氫氣超標(biāo)容易引起發(fā)電機發(fā)生線路短路的事故，嚴(yán)重影響工作的效率。氫氣中的水分大大的降低了氣體的介電強度以及絕緣電阻，這樣就會引起重大的安全事故。因此工作人員要高度重視油浸式變壓器中的氫氣含量，認(rèn)真遵循設(shè)備安裝說明以及相關(guān)的檢修標(biāo)準(zhǔn)，要充分的考慮作業(yè)環(huán)境、氣候變化等因素對變壓器中氫氣的影響，發(fā)生氫氣超標(biāo)也要有應(yīng)對的措施，把握好變壓器運行的每一環(huán)節(jié)，及時監(jiān)測變壓器中氫氣的濕度，消除影響發(fā)電機安全運行的隱患，保證變壓器能夠有效可靠以及安全的運行。

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