【摘要】 公司整体升级搬迁改造，新建一座110kV变电站，新投运的彩1#主变运行11个月后，出现油中氢气含量异常超标并持持增长,本文对这一故障原因进行阐述与分析，介绍了油中氢气产生原因及解决方案，对相关类型故障排除有一定的帮助。
【关键词】 油浸变压器 氢气 持持增长 分析处理
前言
油浸变压器是供配电系统的重要设备 ,保障它的安全、稳定运行对冶炼化工行业意义重大深远。公司110kV彩虹站彩1#主变于2014年12月开始投运。2015年9月，集控室值班后台Hydra M2气体微水在线检测装置报警，发现气体含量每天逐步增加，超过报警值250ppm。随后联系三门峡供电公司，对变压器油进行取样，做色谱分析,发现油中H2含量超标, 并超过了Q/CDT107001—2005《电力设备交接和预防性试验规程》中的规定。在油色谱跟踪试验中,发现H2含量随时间增长,稳步升高，总烃无明显变化。我们联系西安西变厂家对该台变压器的故障现象进行了联合讨论,并停电采取相关措施进行缺陷消除。
1 油浸变压器油中H2含量持续升高原因分析
1.1 变压器投运前各项试验指标合格
1.1.1 变压器投运前各项试验合格, 数据如下：
CH4-0.47,C2H4-0,C2H6-0,C2H2-0,H2-2.18, CO-10.9, CO2-122.66, 总烃-0.47 ( 单位:μL /L)
1.1.2 变压器运行半年后, 按规程要求定期对变压器油进行色谱分析并与出厂数据对比,实验数据如下：
CH4-6.69,C2H4-0.11,C2H6-0.5,C2H2-0,H2-91,CO-133.23,CO2-502.78, 总烃-0.47 ( 单位:μL /L), 2015年6月17日
CH4-17.15,C2H4-0.67,C2H6-2.59,C2H2-0,H2-356.5,CO-618.55,CO2-1453.86, 总烃-20.41 ( 单位:μL /L), 2015年12月30日
从以上数据可以看出, H2在2015年12月30日的试验中已经超过了注意值（150μL/L），与后台M2在线检测基本一致，说明实验数据正确。甲烷、乙烷、丙烷、乙炔等烃类气体含量在规定范围之中，变压器油微水含量（8.9mg/L）、击穿电压50.8kV、介损因数0.00047，分析各项试验报告合格。同时, 我们持续进行油色谱分析试验，进行跟踪、归纳。为尽快排除故障，还进行了变压器油微水含量、耐压试验和绝缘测试试验，对主变绝缘电阻、吸收比、绕组 tgδ测试、泄漏电流测试等, 所有试验报告数据与出厂试验报告比对后，均在正常范围内。
1.2 原因分析
分析变压器运行年限、运行环境、运行负荷等，基本可排除绝缘老化因素。油中H2产生的主要原因可能是由于器身表面有受潮现象、局部密封不良或者脱气不彻底，造成油和金属结构件在电磁场的热作用下而产生。其他气体如乙炔为零，甲烷、乙烷、乙烯比较平稳无较大变化，各项相关实验数据正常。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于新投运的变压器来说，特征气体含量(除C2H2外)有一定的变化当属正常现象,因为在电场、热作用下,油中水分解、绝缘材料热分解会引起气体含量发生变化,但这种变化是短期的,其值也是趋于稳定。因此，可以认为产气源没有涉及到高电场部位及主绝缘结构，变压器电气性能没有收到较大影响。
根据上述油色谱及相关实验报告分析，变压器绕组绝缘电阻、吸收比试验、绕组 tgδ测试、泄漏电流试验正常，该台变压器只有氢气含量超过注意值，其余气体均在合格范围内。根据氢气和总烃的绝对产气速率，初步判断该台变压器疑存在受潮或低能量潜伏性故障。
2 解决方案
经与制造厂家西安中特厂家多次沟通协商，于4月低将变压器停电,进行故障处理, 针对变压器绝缘表面受潮H2含量持续升高这一现象 ,和厂家协商沟通后，为彻底解决故障缺陷，采取两个处理措施：一是将变压器油全部抽到油罐车里，打开人孔门，钻到本体内部进行检查看是否有明显放电点或发热变色痕迹，排除处理有关缺陷后，再对变压器油进行脱气处理；二是抽真空去除变压器内绝缘层表面潮气，进行2-3次热油循环处理。
随后，人员将变压器油全部抽入到60T油罐车罐体内，打开人孔门，配合厂家到变压器本体内部进行检查，没有发现明显放电点或发热痕迹。排除有关缺陷后，用二级真空滤油机进行循环加热脱气处理。同时用真空泵对变压器本体进行抽真空工作，将真空泵与放油口蝶阀连接,先拆下吸湿器,端口用盲板盲死,同时将变压器各排气塞均关闭,将各组散热器与油箱的连接阀打开(散热器、本体一起抽真空)。经查无误后, 打开蝶阀和真空泵逆流止回阀,启动真空泵进行抽真空工作。要求真空度(残压)≤1.5mbar(1Pa =0.01mbar),并保持12小时。
最后，开始进行真空注油，当油位加至离本体油箱顶还有10cm距离时,暂时停止注油过程, 将油抽出，变压器本体再次抽真空保持12小时，如此循环两次。经四天不间断的过滤、脱气、热油循环,最后将变压器油抽真空注入本体，注满油。抽取油样进行油色谱分析，各项试验数据如下,均在规定范围内。
CH4-0.64,C2H4-0,C2H6-0.06,C2H2-0,H2-0.12,CO-0.56,CO2-294.31, 总烃-0.7 ( 单位:μL /L), 2016年4月26日
相关试验数据合格后,4月28日，台主变投入运行,运行后的油色谱跟踪分析试验数据，油中H2含量趋于稳定,其它气体均在标准范围内，符合油浸变压器运行规程。
经将变压器油过滤、脱气、加热，本体抽真空、热油循环处理后两遍后,变压器内绕组绝缘表面受潮缺陷得到有效解决,油中氢气含量稳定, 变压器油微水含量、耐压试验和绝缘测试试验均正常，消除了主变压器运行中的安全隐患。
3 结束语
为避免油浸变压器氢气超标，需加强油色谱分析监视，同时现场安装工艺好坏也直接影响变压器的安全运行，安装过程除了应认真遵循变压器安装说明及相关标准外，还应考虑现场人员组织、作业环境、附件存放等因素,从细节入手，严把每一环节,确保油浸变压器投运后安全运行，减少检修维护费用。
参考文献：
【1】西安西变中特电气责任有限公司变压器安装说明；
【2】运行变压器油维护管理导则 GBT14542-2005；
【3】电力设备预防性试验规程 Dl/T,596-2005；
【4】变压器油中溶解气体分析和判断导则 GBT 7252-2001
论文作者:张冲冲，张长胜，李海涛
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年10期
论文发表时间:2019/10/30
标签：变压器论文; 含量论文; 氢气论文; 色谱论文; 本体论文; 气体论文; 脱气论文; 《当代电力文化》2019年10期论文;