麒麟寺水電站2號(hào)主變壓器油質(zhì)單氫超標(biāo)原因分析及處理方法

彌新虎

摘 要：電力變壓器運(yùn)行中油質(zhì)單氫超標(biāo)，是電力變壓器運(yùn)行與試驗(yàn)中常見(jiàn)的設(shè)備缺陷之一。本文介紹了麒麟寺水電站110kV 2號(hào)主變壓器運(yùn)行中油質(zhì)單氫超標(biāo)的原因分析與處理過(guò)程，闡述了變壓器油質(zhì)單氫超標(biāo)的原因分析與處理方法。

關(guān)鍵詞：變壓器；單氫超標(biāo)；原因分析；處理方法

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）18-0165-01

1 概述

大唐麒麟寺水電站位于甘肅省文縣碧口鎮(zhèn)，是白龍江流域干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)中的第三座水電站，裝機(jī)容量3×37MW，多年平均發(fā)電量4.447億千瓦時(shí)。工程于2004年開(kāi)工，2008年12月首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，2008年底三臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。

麒麟寺電站2號(hào)主變壓器系新疆特變電工有限公司2008年生產(chǎn)，型號(hào)為SF10-50000/110，油重11470 kg，冷卻方式為油浸風(fēng)冷式，接線組別為YN1，d11，額定容量50000kVA，額定電壓121/10.5kV，額定電流238.57/2749.25A，額定頻率50HZ，阻抗電壓10.5%，空載電流0.4%，空載損耗30kW，負(fù)載損耗180kW。

2 2號(hào)主變油質(zhì)色譜分析跟蹤監(jiān)測(cè)情況

（1）2號(hào)主變自2008年12月投運(yùn)至今已經(jīng)運(yùn)行3年零6個(gè)月，在這期間先后進(jìn)行了13次絕緣油色譜分析，具體數(shù)據(jù)記錄如表1。（2）2009年6月12日發(fā)現(xiàn)2號(hào)主變壓器4號(hào)冷卻器散熱片漏油，遂即對(duì)漏油點(diǎn)進(jìn)行了帶油補(bǔ)焊，補(bǔ)焊后由碧口電廠檢修公司取油樣進(jìn)行色譜分析發(fā)現(xiàn)單氫為206.90ul/l，超過(guò)注意值（150ul/l），總烴9.70ul/l 。（3）2009年11月10日取樣化驗(yàn)發(fā)現(xiàn)單氫為1985.30ul/l，總烴38.90ul/l。為了排除色譜分析儀和操作人員的誤差，故于2009年12月23日取樣后送往成都中試所進(jìn)行分析，分析結(jié)果為單氫為318.6ul/l，超過(guò)注意值（150ul/l），總烴為16.2ul/l合格。成都中試所建議加強(qiáng)跟蹤監(jiān)視，不影響正常運(yùn)行。（4）2010年11月18日2號(hào)主變C級(jí)檢修之際，對(duì)于油質(zhì)進(jìn)行色譜分析化驗(yàn)結(jié)果為單氫7279.52ul/l，總烴為602.05ul/l，超標(biāo)較為嚴(yán)重，經(jīng)分析懷疑可能與2009年6月12日4號(hào)冷卻器散熱片漏油帶油補(bǔ)焊有關(guān)系，隨后對(duì)2號(hào)主變絕緣油進(jìn)行了24小時(shí)真空加熱脫氣。脫氣后油質(zhì)指標(biāo)趨于好轉(zhuǎn)，基本合格，其中單氫為152.93ul/l，總烴為92.6ul/l，由于當(dāng)時(shí)主變計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間已到，故而不能繼續(xù)脫氣。

3 變壓器油單氫超標(biāo)原因分析

變壓器油是石油的一種分鎦產(chǎn)物，其主要成分是烷烴、環(huán)烷族飽和烴、芳香族不飽和烴等化合物。有機(jī)絕緣材料的主要成分是纖維素。從化學(xué)分子結(jié)構(gòu)可以看出，當(dāng)油或固體絕緣在電、熱等故障作用下產(chǎn)生 H時(shí)，必然伴有烴類氣體，所以當(dāng)單氫成分增高時(shí)，一般非設(shè)備內(nèi)部故障導(dǎo)致，可能有以下幾個(gè)方面原因。

（1）變壓器內(nèi)部進(jìn)水受潮：如果色譜分析發(fā)現(xiàn) H含量超標(biāo)，而其他成分并沒(méi)有增加時(shí)，可大致判斷為變壓器油中含有水分。導(dǎo)致水分分解出H有兩種可能：一是水分和鐵產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，二是在高電場(chǎng)作用下水本身分子分解。為進(jìn)一步判別，可做微水分析和擊穿電壓試驗(yàn)。如果油擊穿電壓降低，油中含氫量的高低與微水含量呈正比關(guān)系，且含氫量的變化滯后于微水含量的變化，可進(jìn)一步確認(rèn)為進(jìn)水導(dǎo)致含氫量增高。在變壓器運(yùn)行中，由于溫度的變化，密封件受損，壓力釋放閥、套管頂部、儲(chǔ)油柜和冷卻器等部位不嚴(yán)都可能使水分侵入變壓器。當(dāng)設(shè)備停運(yùn)時(shí)，要進(jìn)行嚴(yán)密試驗(yàn)，查找滲漏部位并設(shè)法消除。對(duì)變壓器油進(jìn)行濾油處理，但設(shè)備受潮時(shí)固體絕緣材料含水量比油中含水量要大很多倍，它們之間的水分存在相對(duì)平衡。真空濾油對(duì)于變壓器整體的水分影響很小，因此，現(xiàn)場(chǎng)采用的真空濾油法不能持久地降低設(shè)備中的含水量。為了確保變壓器安全運(yùn)行，應(yīng)結(jié)合絕緣測(cè)試結(jié)果對(duì)變壓器內(nèi)部固體絕緣進(jìn)行干燥處理。（2）變壓器油箱和冷卻器帶油補(bǔ)焊、濾油機(jī)加熱器損壞過(guò)熱、補(bǔ)充油特征氣體含量高等，這些都是可能造成油色譜異常的外部因素。（3）變壓器內(nèi)部使用活性金屬材料及某些油漆：變壓器中的不銹鋼，存在觸媒作用，能促進(jìn)變壓器油發(fā)生脫氫反應(yīng)，使油中出現(xiàn)單氫值增高。不銹鋼材料能吸附H，如不注意除氫工藝的處理，則會(huì)將其所儲(chǔ)藏的H帶到油中。油箱和儲(chǔ)油柜內(nèi)壁涂刷的清漆干燥程度將影響油中的含氫量。

數(shù)據(jù)顯示，未見(jiàn)水分，油常規(guī)化驗(yàn)項(xiàng)目全部合格，排除變壓器內(nèi)部進(jìn)水受潮的原因，1、3號(hào)主變油與2號(hào)主變壓器類似，同樣存在單氫超標(biāo)，其中3號(hào)主變最大值為1862.04ul/l。因此，綜合變壓器制造、安裝、運(yùn)行、試驗(yàn)等方面分析，變壓器絕緣油單氫超標(biāo)的主要原因是：變壓器內(nèi)部使用活性金屬材料及某些油漆，促進(jìn)變壓器油發(fā)生脫氫反應(yīng)，使運(yùn)行中的油質(zhì)出現(xiàn)氫值增高。

4 處理方法

2001年11月18日色譜分析發(fā)現(xiàn)2號(hào)主變油質(zhì)單氫為7279.52ul/l，總烴為602.05ul/l嚴(yán)重超標(biāo)，為了防止由于單氫含量過(guò)高對(duì)變壓器產(chǎn)生危害，隨后對(duì)2號(hào)主變進(jìn)行了24小時(shí)真空加熱脫氣。脫氣后單氫為152.93ul/l，總烴為92.6ul/l，指標(biāo)基本恢復(fù)正常。

在隨后的定期取樣分析中，雖然油中單氫略為超過(guò)注意值（150ul/l），但沒(méi)有明顯的越變，同時(shí)我廠運(yùn)行人員加強(qiáng)了對(duì)于變壓器的監(jiān)視檢查，化學(xué)監(jiān)督人員縮短了絕緣油色譜分析周期，加強(qiáng)了跟蹤檢測(cè)。事實(shí)表明，目前我廠主變壓器絕緣油單氫趨于穩(wěn)定，變壓器運(yùn)行正常。

5 結(jié)語(yǔ)

電力變壓器運(yùn)行中單氫超標(biāo)原因較多，應(yīng)綜合變壓器制造、安裝、運(yùn)行、試驗(yàn)等方面進(jìn)行技術(shù)分析，并與同一制造廠家的同類產(chǎn)品進(jìn)行比較分析。當(dāng)活性金屬材料及某些油漆促進(jìn)變壓器油發(fā)生脫氫反應(yīng)停止之后，油中單氫值增高隨之停止，油中單氫趨于穩(wěn)定，然后對(duì)變壓器進(jìn)行真空加熱脫氣，使油中單氫符合規(guī)程要求。我廠將持續(xù)進(jìn)行跟蹤分析，確保變壓器安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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