变压器油中氢含量超标的原因分析及处理

变压器油中氢含量超标的原因分析及处理

摘要针对本厂出现的变压器中绝缘油氢含量超过注意值的现象进行了原因分析，找出了氢含量超标的原因，并提出了相应的措施及对策。

关键词变压器油；氢含量；原因分析

1故障概述

海勃湾发电厂#3、4号主变压器为：15.7/220KV。30B为：110/6KV。#3主变压器投运日期：2002年11月19日；#4主变投运日期是2003年1月。#3、4主变为沈阳变压器公司制造的SFD9-24000/220型变压器，额定容量为：24000KV A，油重量为：33.4吨。30B是#3、4主变的高备变。投运日期是2002年11月，由特变电工新疆变压器厂制造。油号为：DB-25（克拉玛依炼油厂）总油重：16620KG。电压等级：110/6KV，相数：3相，冷却方式：ODAF。自投入运行以来，一年一次色谱分析及其简化试验，电气检修还做了相应的电气试验。2010年初30B色谱分析中发现氢含量有逐渐上升趋势，直至6月氢含量增高超标。化验人员就采取了跟踪监督的措施。

2问题提出

根据上述现象，如果绝缘油中含气量高，由其是氢含量超标，将加速绝缘油老化，使得绝缘材料使用寿命减少一半，起不到很好的散热、冷却的效果。及早发现设备内部是否有局部放电，如有局部放电会引起绝缘破坏，甚至造成事故。结合我厂出现的问题，对30B绝缘油中溶解气体进行跟踪分析，其色谱分析结果如下（表1）。

同时做30B绝缘油的常规试验，如（表2）。

3故障分析

3.1可能存在原因分析

1）变压器在故障下产生的气体在其内部会有一个传质过程。故障点产生的气泡会因浮力而上升，上升的过程中与附近油中已溶解的气体发生交换。气体溶解在油中，由于油的对流、扩散将气体分子传递给变压器油的各部分，热解气体溶解在油中的多少决定于气泡的大小，运动的快慢。气泡的运动与交换可以帮助我们了解故障的性质和发展趋势；

2）当热解气体达到饱和时，不向外逸散，在压力、温度的条件下饱和油内析出的气体形成了气泡。在变压器运行时，受到油的运动、机械杂质振荡，电场的影响使气体在油中溶解度减小而析出气泡。如果把这一点考虑进去比较符合实际情况；

3）变压器油中的气体是根据气相色谱仪进行检测的一种分析方法，能及早地发现充油电气设备内部存在潜伏性故障；

4）变压器设备产气的故障分为过热和放电。

过热包括低温过热、中温过热、高温过热。放电包含高能量放电：又称电弧放电。特征气体是乙炔和氢。低能量放电：又称火花放电，是一种间歇性放电故障。特征气体是乙炔和氢，总烃一般不高。局部放电：指液体和固体绝缘材料内部形成的一种放电现象。简称气泡放电。特征气体是氢组分最多；

5）检测变压器油中溶解气体能检测出哪些气体超标，诊断变压器内部隐藏的故障。故障下产生的气体有一定的累计性。充油电气设备潜伏性故障所产生的可燃性气体溶解于油中，随着故障的持续，气体不断的产生、积累，最后析出气泡。所以油中故障点积累到一定程度是诊断变压器故障存在和发展趋势的一个依据；

6）当变压器内部产生故障有气体析出时产生气体的速度要引起注意。正常情况下充油的电气设备在热和电场的作用下也会产生一些气体，但产气速率缓慢，设备运行时间不长，脱气后，油中含气量很低时不需要用产气速率来判断，以免产生误差。当设备内部存在故障时，运行中的变压器产生气体的速度加快；

7）对于充油的电气设备中溶解气体主要来源于空气的溶解，正常运行下产生的气体。故障运行下产生的气体。凡是变压器油枕用金属膨胀器（内部为不锈钢）容易与油反应，产生氢气超标的现象较高。绝缘材料在不同温度、能量的作用下也会产生气体。

3.2故障判断

1）据表1分析，只有氢含量超标，其它组分稳定，不具备过热和放电的条件。设备内部进水受潮或者固体绝缘中含有水分在电场的作用下都可产生大量的氢气。表1中可以看出随时间的增长氢含量下降，说明变压器内部无水分产生。表2中的常规试验各项指标合格表明：绝缘油中水分合格。也无杂质。而且相应的电气试验均合格，表明此绝缘油的物理性质和化学性质没有变，油质本身是合格的；

2）结合以上实验的分析情况，我们也积极与特变电工新疆变压器厂联系，基本判断变压器内部无故障，产氢原因不是变压器内部故障导致，而是因为变压器内部绝缘纸材质原因及气泡放电所致，随气泡量的减少，产氢量会趋于稳定。

4 结论

通过我们对高备变跟踪监督及分析处理，目前30B氢气含量稳定控制在160ul/l左右，截至目前为止无增长趋势。通过跟踪监督及分析也使得我们增加了

处理类似问题的经验。确保了海勃湾发电厂变压器安全稳定运行。

参考文献

[1]何郁.电力用油、气质量、试验方法及监督管理标准汇编.