關(guān)于長山頭泵站110kv變壓器油中氫氣含量異常的分析與處理

李樹祥

（固海揚(yáng)水管理處）

摘 要：介紹了變壓器油中氫氣含量升高對變壓器運(yùn)行造成的危害，對變壓器油中氫氣含量超標(biāo)及氫氣產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，提出了一旦發(fā)生氫氣含量異常，應(yīng)對變壓器油進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)，并采取真空脫氣和真空注油等相關(guān)措施的思想。

關(guān)鍵詞：變壓器：變壓器油：氫氣含量

引言

變壓器無論是熱故障還是電故障，都會導(dǎo)致絕緣介質(zhì)裂解產(chǎn)生一些特征氣體。由于碳?xì)滏I之間的鏈能低，在絕緣介質(zhì)的分解過程中，一般先生成氫氣，因此氫氣是各種故障氣體的主要成分之一。

為了減少變壓器故障的發(fā)生，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，開展變壓器潛伏性故障的早期預(yù)防，準(zhǔn)確確定故障點(diǎn)及故障發(fā)展趨勢的研究是非常重要的。事實(shí)上，當(dāng)油浸式變壓器中產(chǎn)生局部過熱，局部放電或電弧放電時(shí)，其中的變壓器油、絕緣材料等可能被分解成氣體，氣體中含有CH4、C2H6、C2H4、C2H2等烴類及氫氣，一氧化碳，二氧化碳等其他氣體，這些氣體大都溶解在變壓器油中。目前，在我單位使用的油浸式變壓器故障診斷中，普遍采用色譜分析法分析油中溶解氣體，以便盡早地發(fā)現(xiàn)變壓器油中存在溶解氣體并采取措施，這是監(jiān)督和保障變壓器安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段。

一、問題的出現(xiàn)

在2016年秋季大修任務(wù)中，在對長山頭泵站110kv變電所1# 2#主變進(jìn)行定期的預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)候，發(fā)現(xiàn)該變電所的兩臺主變都存在氫超標(biāo)的現(xiàn)象，其中一號主變的氫氣含量達(dá)到 374.9u L/L ，二號主變的氫氣含量達(dá)到377.9uL/L，已經(jīng)超出DL/T596—2006《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定的注意值150。其他的氣體含量還在正常的范圍內(nèi)。符合正常規(guī)律。其中色譜分析如表1所示：

表1 單位（ul/l）

設(shè)備

項(xiàng)目 1#主變 2#主變

氫氣 374.92 377.99

甲烷 30.18 27.95

乙烷 12.08 5.12

乙烯 5.71 2.98

乙炔 1.40 0.00

總烴 49.36 36.05

一氧化碳 875.47 901.22

二氧化碳 470.76 391.66

二、故障判斷方法

針對該泵站出現(xiàn)的這種問題，經(jīng)過現(xiàn)場討論，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行故障分析：

1、對該站的日常運(yùn)行維護(hù)的記錄進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)從該站投運(yùn)以來，并沒有發(fā)現(xiàn)該站的兩臺變壓器出現(xiàn)任何故障，上層油溫都顯示正常，聲音正常。各類電壓表。電流表記錄都在合理的范圍之內(nèi)。并沒有出現(xiàn)變壓器動作。

2、對該站的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該站的繼電保護(hù)裝置動作靈敏，可靠，并沒有出現(xiàn)拒動的可能。

3、對該站的兩臺主變再次進(jìn)行電氣預(yù)防試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該站的兩臺主變的電氣試驗(yàn)均在允許的范圍之內(nèi)。

三、故障處理

在以上的試驗(yàn)均在合格范圍內(nèi)，氫氣含量超標(biāo)，為了不影響變壓器的正常運(yùn)行，對該站的變壓器進(jìn)行真空加熱濾油，并多次循環(huán)。在濾油結(jié)束后對著兩臺變壓器油進(jìn)行跟蹤分析。色譜分析數(shù)據(jù)如表2：

表2 單位（ul/l）

設(shè)備

項(xiàng)目 1#主變 2#主變

氫氣 0.00 0.00

甲烷 4.27 1.55

乙烷 0.85 0.42

乙烯 0.52 0.23

乙炔 0.00 0.00

總烴 5.64 2.20

一氧化碳 80.79 14.79

二氧化碳 0.00 0.00

四、結(jié)論

1）據(jù)表分析，只有氫含量超標(biāo)，其它組分穩(wěn)定，不具備過熱和放電的條件。設(shè)備內(nèi)部進(jìn)水受潮或者固體絕緣中含有水分在電場的作用下都可產(chǎn)生大量的氫氣。表2中可以看出經(jīng)過濾油氫含量下降，說明變壓器內(nèi)部無水分產(chǎn)生。常規(guī)試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)合格表明：絕緣油中水分合格。也無雜質(zhì)。而且相應(yīng)的電氣試驗(yàn)均合格，表明此絕緣油的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)沒有變，油質(zhì)本身是合格的。

2）結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)的分析情況，基本判斷變壓器內(nèi)部無故障，產(chǎn)氫原因不是變壓器內(nèi)部故障導(dǎo)致，而是因?yàn)樽儔浩鲀?nèi)部絕緣紙材質(zhì)原因及氣泡放電所致，隨氣泡量的減少，產(chǎn)氫量會趨于穩(wěn)定。

五、結(jié)束語

通過對該站的變壓器進(jìn)行監(jiān)督及分析處理，使得我們增加了處理類似問題的經(jīng)驗(yàn)。確保了整個(gè)系統(tǒng)變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行。