沙阡水電站110 kV變壓器輕瓦斯頻繁報(bào)警分析

汪福華，張禹，姚瓊

（中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)正安開發(fā)有限公司，貴州正安563400）

沙阡水電站110 kV變壓器輕瓦斯頻繁報(bào)警分析

汪福華，張禹，姚瓊

（中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)正安開發(fā)有限公司，貴州正安563400）

110 kV 1號(hào)主變壓器是沙阡電站最關(guān)鍵的電力設(shè)備之一，它在電站扮演著變換電壓，傳輸電能的角色，所以變壓器的正常運(yùn)行是電站安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證，必須要想盡一切辦法防止和減少變壓器事故和故障的發(fā)生。本文對(duì)沙阡電站110 kV 1號(hào)主變壓器輕瓦斯頻繁報(bào)警進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的處理措施。

變壓器；輕瓦斯；故障處理

1 基本情況

貴州芙蓉江沙阡水電站廠房為引水式深井廠房，2×25 MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組，引水發(fā)電系統(tǒng)為“一洞兩機(jī)”布置形式，發(fā)配電系統(tǒng)為“兩機(jī)一變”擴(kuò)大單元接線方式，2014年7月12日首臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行，7月16日第二臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行。

2 變壓器的原理及絕緣結(jié)構(gòu)

變壓器是借助電磁感應(yīng)，以相同的頻率在兩個(gè)或更多的繞組之間變換交流電壓和電流，從而傳輸交流電能的一種靜止電器。變壓器繞組絕緣性能取決于絕緣紙和絕緣油的性能。而檢測(cè)絕緣油的品質(zhì)即可了解到變壓器的絕緣性能是否良好。沙阡水電站110 kV1號(hào)主變壓器參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 110 kV 1號(hào)主變壓器設(shè)備情況表

3 1號(hào)主變壓器輕瓦斯報(bào)警簡(jiǎn)述

3.1 投運(yùn)前輕瓦斯報(bào)警

1號(hào)主變壓器在投運(yùn)之前曾出現(xiàn)過(guò)兩次輕瓦斯報(bào)警，通過(guò)檢查確認(rèn)排除了誤報(bào)的可能，因1號(hào)主變壓器在出廠時(shí)已將變壓器油加入，而且到現(xiàn)場(chǎng)之后靜置時(shí)間較長(zhǎng)（約8個(gè)月），經(jīng)初步分析是受潮所引起的，調(diào)試人員均在兩次輕瓦斯報(bào)警后排氣并復(fù)歸報(bào)警信號(hào)。

3.2 投運(yùn)后輕瓦斯報(bào)警

2014年7月22日～9月4日，1號(hào)主變壓器輕瓦斯報(bào)警共6次（見(jiàn)表2），在變壓器下部氣體繼電器引下的取氣盒進(jìn)行放油排氣盒內(nèi)出現(xiàn)氣體，由此可排除誤動(dòng)作的情況。經(jīng)過(guò)取氣、放氣處理后,輕瓦斯報(bào)警信號(hào)復(fù)歸。

表2 110 kV 1號(hào)主變壓器輕瓦斯報(bào)警統(tǒng)計(jì)表

2014年9月4日1號(hào)主變壓器廠家代表與運(yùn)維人員共同對(duì)1號(hào)主變壓器進(jìn)行本體排氣處理，并對(duì)1號(hào)主變壓器本體進(jìn)行檢查均正常。9月5日12：38變壓器再一次輕瓦斯信號(hào)動(dòng)作，運(yùn)維人員再次對(duì)變壓器油位、油色、鐵心、繞組的溫度進(jìn)行檢查以及對(duì)氣體繼電器里面的氣體量（約350 mL）及顏色進(jìn)行檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常，經(jīng)咨詢廠家，運(yùn)維人員將氣體排出并將報(bào)警信號(hào)復(fù)歸。

4 1號(hào)主變壓器的色譜分析及標(biāo)準(zhǔn)

4.1 色譜分析

2014年7月22日～7月28日，1號(hào)主變壓器輕瓦斯報(bào)警共4次，考慮到新投運(yùn)的變壓器均存在輕瓦斯報(bào)警的情況，一般都會(huì)經(jīng)過(guò)排幾次氣體后，即可恢復(fù)正常。為對(duì)1號(hào)主變壓器輕瓦斯報(bào)警動(dòng)作原因進(jìn)行分析，將7月28日1號(hào)主變壓器輕瓦斯報(bào)警的油、氣進(jìn)行取樣，并送至貴州電力試驗(yàn)研究院進(jìn)行色譜分析（見(jiàn)表3，表4）。

表3 1號(hào)主變壓器油樣色譜分析結(jié)果

表4 1號(hào)主變壓器氣樣色譜分析結(jié)果

結(jié)論：沙阡水電站110kV 1號(hào)主變壓器油樣合格，氣樣中氫氣超標(biāo)。

4.2 色譜分析標(biāo)準(zhǔn)

GB50150—2006《電氣裝置安裝和電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：電力變壓器的試驗(yàn)項(xiàng)目包括油中溶解氣體的色譜分析。新裝變壓器油中溶解氣體組分含量(uL／L)任一項(xiàng)不宜超過(guò)下列數(shù)值：總烴：20；H2：10；C2H2：0。新變壓器油中微量水分含量，對(duì)電壓等級(jí)為：110 kV的，不應(yīng)大于20 mg／L；220 kV的，不應(yīng)大于15 mg／L；330～500 kV的，不應(yīng)大于l0 mg／L。

GB7252—200l《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》中規(guī)定：運(yùn)行中設(shè)備內(nèi)部油中氣體含量(uL／L)超過(guò)下列數(shù)值時(shí)，應(yīng)引起注意：總烴：150；H2：150；C2H2：1(330 kV及以上)及C2H2：5(220 kV及以下)。GB7252—2001同時(shí)規(guī)定：注意值不是劃分設(shè)備有無(wú)故障的唯一標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)氣體濃度達(dá)到注意值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行追蹤分析，查明原因。

DL596—1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定：變壓器油中微量水分含量，對(duì)電壓等級(jí)為66～110 kV的，不應(yīng)大于35mg／L；220kV的，不應(yīng)大于25mg／L；330～500 kV的，不應(yīng)大于15 mg／L。

5 1號(hào)主變壓器油中產(chǎn)生氫氣的原因分析

對(duì)1號(hào)主變壓器油進(jìn)行色譜分析結(jié)果是油樣合格，氣樣中氫氣的含量超標(biāo)，而引發(fā)氫氣含量超標(biāo)的原因：①懷疑是變壓器本體或附件存在與空氣接觸的部位或油紙絕緣材料未干燥徹底。當(dāng)油中存在水分時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，水分子將發(fā)生電解產(chǎn)生氫氣；水分子也可與鐵發(fā)生反應(yīng)放出氫氣。②環(huán)己烷是變壓器油的主要成分之一，在煉油過(guò)程中，由于工藝條件的限制，難免要在變壓器油的餾分中殘留下少量的輕質(zhì)餾分，其中也可包括環(huán)已烷。在某些條件下(如催化劑、溫度等)就可能因它發(fā)生脫氫反應(yīng)而產(chǎn)生氫。③變壓器在加工過(guò)程及焊接時(shí)吸附了氫，未經(jīng)處理即安裝，也會(huì)導(dǎo)致所含氫慢慢釋放到油中。

6 處理措施

2014年7月22日～9月4日，1號(hào)主變壓器輕瓦斯報(bào)警共6次，每次1號(hào)主變壓器輕瓦斯報(bào)警后，通過(guò)運(yùn)行人員仔細(xì)檢查，檢查變壓器電流、電壓，直流系統(tǒng)絕緣正常，且無(wú)其他保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)檢查油位、油面及繞組溫度、變壓器聲音均正常，檢查變壓器的油枕、呼吸器、壓力釋放閥無(wú)噴油、冒油現(xiàn)象。

9月4日，1號(hào)主變壓器廠家首先對(duì)試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行分析，對(duì)變壓器外觀進(jìn)行檢查，確定無(wú)漏油現(xiàn)象，然后將氣體繼電器的氣體再次排完。對(duì)主變高低壓套管的絕緣電阻進(jìn)行了檢查，檢查合格。

9月6日～10月1日，1號(hào)主變壓器輕瓦斯報(bào)警信號(hào)未動(dòng)作，經(jīng)分析主要原因?yàn)樾峦哆\(yùn)的變壓器本體及油中殘留的氣體已經(jīng)基本排完，加之環(huán)境溫度變低，1號(hào)主變壓器排出的氣體較少不夠輕瓦斯繼電器動(dòng)作值。

7 防范措施

瓦斯保護(hù)是變壓器的重要保護(hù)之一，運(yùn)行中的主變壓器輕瓦斯動(dòng)作以后，運(yùn)行值班人員應(yīng)對(duì)變壓器本體及瓦斯繼電器進(jìn)行外部檢查并立即收集油樣、氣樣，同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視變壓器的運(yùn)行情況，主要針對(duì)電流、電壓、溫度及音響變化進(jìn)行分析對(duì)比。對(duì)收集的瓦斯氣體做點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)，氣體可燃說(shuō)明變壓器內(nèi)部故障；不可燃，則可能是空氣，應(yīng)對(duì)油樣、氣樣做化學(xué)分析，根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告做正確判定。

（1）加強(qiáng)對(duì)檢修人員、運(yùn)行人員的技術(shù)培訓(xùn)，使其對(duì)設(shè)備足夠了解，能正確判定設(shè)備狀況。

（2）堅(jiān)持每月生產(chǎn)運(yùn)行分析會(huì)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)備異常情況進(jìn)行診斷。

（3）運(yùn)行中嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)規(guī)、運(yùn)規(guī)。熟記溫度極限、油位極限等設(shè)備參數(shù)。運(yùn)行值班人員應(yīng)對(duì)不正常的情況積極思考，仔細(xì)分析，及時(shí)匯報(bào)，防事故于未然。運(yùn)行人員加強(qiáng)設(shè)備巡檢，通過(guò)眼睛可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異?，F(xiàn)象，如破裂、斷線、變形、漏油、變色、腐蝕等不正常的現(xiàn)象；通過(guò)耳聽鼻聞，來(lái)判斷設(shè)備是否運(yùn)行正常。

8 結(jié)束語(yǔ)

輕瓦斯報(bào)警是由于變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障，如進(jìn)入空氣、繞組出現(xiàn)較小的匝間短路，新變壓器投運(yùn)后易發(fā)生該問(wèn)題，主要是內(nèi)部進(jìn)入了空氣（或內(nèi)部產(chǎn)生的氫氣），變壓器油產(chǎn)生一定壓力，達(dá)瓦斯繼電器動(dòng)作值，若以后1號(hào)主變壓器輕瓦斯報(bào)警，則需根據(jù)油樣、氣樣進(jìn)行色譜分析報(bào)告具體分析處理。面對(duì)1號(hào)主變壓器輕瓦斯的問(wèn)題，我們從變壓器瓦斯繼電器的工作原理分析入手，對(duì)所有可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行了預(yù)防。

截止目前，1號(hào)主變壓器運(yùn)行正常，運(yùn)行值班人員應(yīng)加強(qiáng)巡視，確保沙阡水電站安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]GB50150—2006電氣裝置安裝和電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB7252—200l變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則[S].

[3]DL596—1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[S]..

[4]貴州芙蓉江沙阡水電站運(yùn)行規(guī)程[Z],2014.

[5]王袁明,李建軍.大型變壓器輕瓦斯報(bào)警案例分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（30）：33-34.

[6]寇志剛,寇亞楠.變壓器輕瓦斯信號(hào)頻繁動(dòng)作的原因分析[J].電力技術(shù)安全，2010,12（11）：16-14.

TM407

B

1672-5387（2017）04-0054-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.04.016

2016-12-08

汪福華（1981-），男，工程師，從事發(fā)電機(jī)廠生產(chǎn)管理工作。