摘要：变压器是电力生产和输送过程中的重要设备，大型电力变压器多为油浸式变压器，绝缘油是构成变压器主绝缘的材料之一。若绝缘油中含气量较高，当油温、压力骤然下降或是快速流动过程中，油中的气体可能在设备内聚集而形成气泡，气泡在绝缘纸层内或表面时容易产生局部放电，造成局部绝缘击穿，对于高压大型变压器而言，这种影响更为显著。
关键词：变压器；绝缘油；含气量；胶囊；真空热油循环
1超标原因
1.1维护不足
自运行以来从未进行过真空脱气处理，导致累积含气量超标。有些电厂从未进行过变压器油中含气量监督检测。变压器在长期运行过程中，油中其他指标合格，不需要进行滤油处理，而空气长时间微量漏入并溶解到变压器油中也可能导致油中含气量超标。如某水电厂4号机组C相、5号机组B相主变压器油从投运至今运行约9年，从没有进行过脱气滤油处理，导致油中含气量超标。在机组停机检修时，变压器油经过真空过滤脱气处理后，油中含气量合格。
1.2设备缺陷
①变压器安装时工艺不良，气体渗入变压器油中；新安装投运的或检修后的变压器脱气、排气不彻底，设备投运后，从变压器本身固体绝缘材料中逐渐释放出气体，或者变压器内部边角残存气体逐步融入变压器油中，导致变压器油中含气量逐渐升高。某供电局500kV变电站1号主变压器含气量严重超标，检查发现油枕与胶囊连接法兰螺丝松动，造成密封不良。采用精密真空滤油机对变压器油进行脱气处理，化学检测全部合格。某水电站4号主变压器A相与B相油中含气量长期反复超标，检查发现主变压器胶囊与储油柜连通阀为蝶阀，未能按正确方向关闭，存在较大空隙，外部空气可渗入油枕。2015年11月对主变绝缘油进行热油循环脱气处理，其间尽量避免油与空气接触，以防空气混入。2017年2月复查，4号主变压器A、B相油中含气量达标。②气体从强迫油循环冷却系统造成的负压区渗入变压器油。对于采用强迫油循环冷却的变压器，如果管路密封不好，外接大气能够通过各段管路对接处渗入到变压器内部，对于蝶阀、闸阀等部件尤其容易。蝶阀及闸阀的部件为动密封，若此处密封不好，很容易在负压下渗入气体；储油柜顶部的负压，胶囊或者隔膜式储油柜顶部，通过胶囊或者隔膜与大气隔绝，当变压器本体温度下降时，此处存在一定的负压，若胶囊或者隔膜存在裂缝时，空气很容易通过胶囊或者隔膜进入到变压器油中，造成变压器油中含气量超标。某电厂1号机主变压器3号散热器潜油泵进口法兰接合面有严重渗漏油现象，而运行过程中无渗漏油现象，说明在变压器运行过程中潜油泵负压进气，导致1号主变压器油中含气量超标。通过更换1号主变压器3号散热器潜油泵进口法兰密封垫圈和铁芯引出接地套管同本体箱盖法兰接合面密封垫圈后，采用双级真空滤油机（日本加藤KLVC-5C2ACT），借助变压器本体在储油罐和本体之间来回进行单方向真空脱气处理后，油中含气量合格。
2不停电状态下的现场检查
1）主变本体密封不良或存在漏点。主变本体密封不良是造成空气大量进入的最常见的原因。大型电力变压器体积巨大，法兰及管路接头众多，出现漏点的可能性较大。由于主变本体内部充油液位较高的绝缘油，绝缘油液位以下部分呈正压状态，一般情况下，本体若出现密封不良或漏点，渗漏处应有油渗出，形成明显的油迹。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆仔细检查变压器各部位的密封件、附件的连接管路、外壳焊接缝隙等，并未发现渗漏油的痕迹，因此由主变外壳漏点进入空气而造成含气量超标的可能性排除。2）主变各组件负压区吸入空气。主变压器内各部分油流形成的负压区，容易造成空气进入，因此需要检查外部连接管路，特别是冷却器潜油泵的负压区，若密封不严，更是容易造成吸入空气。经检查，未发现主变冷却器负压区管路存在螺栓松动和沙眼等情况，未发现有明显的油迹，各处密封无异常，泄漏报警器内无液体，可初步排除负压区吸入空气造成含气量超标的可能性。3）油枕顶部排气塞、胶囊与油枕联通蝶阀密封不严，进入空气。油枕顶部一般设有两个排气塞，若排气塞密封不良，将造成油枕与空气直接接触，造成大量空气进入变压器内部。变压器胶囊与空气联通，通过蝶阀与油枕隔断，若此蝶阀密封不严，也将使油枕与空气直接接触，造成大量空气进入。经检查，油枕顶部排气塞并无松动和密封破坏情况，胶囊与油枕联通蝶阀安装螺栓也无松动，阀芯关闭到位，内部阀芯是否存在漏气情况，尚无法确认。油枕与将囊联通管路的安装法兰个别螺栓存在松动，由于胶囊本身就与空气联通，及此处因螺栓松动造成漏气，对主变含气量的上升也无影响。4）主变胶囊破裂或固定法兰螺栓松动，造成油枕与空气接触。主变胶囊与顶部法兰采用四颗螺栓紧固，若紧固螺栓松动，就可能使胶囊与油枕联通。若油枕胶囊破裂，会导致油枕内油面部分暴露在空气中，视觉检查很难发现进气点，只能通过胶囊“充氮捡漏”的正压试验进行检测。但若胶囊破裂严重，将会致使油位计无法正常动作。观察2号主变A、C相油位变化曲线，发现A相油位变化幅度极小，有可能胶囊已经严重破损，并沉入油中。5）主变在线监测装置漏气，在运行中吸入空气，后又排进变压器本体。主变绝缘油色谱在线监测装置使用小油泵抽出变压器油，再经脱气后，将油注回主变本体，油泵全天24h运行。若在线监测管路存在密封不严，运行过程中就有可能吸入空气。即使吸气量极小，长时间运行下，也会使绝缘油含气量升高。经检查，主变绝缘油色谱在线监测装置无渗油痕迹，各部密封情况均完好，应可排除其影响可能性。
3处理措施
降低变压器油中含气量可以保证变压器绝缘性能，同时减少油中泡沫的形成，降低氧气含量，减少变压器绝缘油的氧化老化，进而延长变压器绝缘材料的使用寿命。对特高压设备来说，更应重视油中含气量，该指标越低越好。对于油中含气量超标的变压器，应采取以下步骤及时处理。1）当发现变压器油中含气量不合格时，应首先确定样品是否具有代表性、取样方法是否正确、选择的测试方法是否合适、分析测试过程中是否存在问题，以排除人为取样检测原因带来的误判。对样品复检，若是检测分析的问题，则及时改正。2）当确定变压器油中含气量不合格时，应结合特征气体进行分析，确定是由于空气漏入导致的含气量超标时，①应根据机组检修计划，安排进行漏气原因查找分析，加强监督，缩短检测周期至每季度分析一次，并分析含气量增加速率，计划进行真空脱气。若变压器油中含气量超过5%，应安排真空脱气滤油处理。②若经过处理后，油中含气量出现反复超标的现象或变压器油中含气量超标严重且增长速度较快，可能是存在设备漏气缺陷。对此，应在机组停运，变压器设备停电时进行全面查漏，待缺陷处理后，进行热油循环真空滤油脱气处理，直到油质化验合格，并跟踪监督油中含气量情况。若普通真空滤油机脱气效果不佳，可采用大功率的真空滤油机进行处理。
4结语
变压器油中含气量超标诱因多为安装和维护过程操作检查不细所致；在采用大容量超高压输变电工艺之后，应加强定期监测变压器油中含气量；提高变压器油中含气量检测技术及配套设施。
参考文献：
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[2]寄玉玉，王佩，王应高，郑朝晖，张胜寒.500kV变压器油含气量检测及异常分析[J].华北电力技术2012（5），57-59.
论文作者:张宁,方宇通
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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