500kV大型变压器油中含气量超标原因分析及处理方法浅析 温成明

500kV大型变压器油中含气量超标原因分析及处理方法浅析温成明

发表时间：2018-01-06T19:37:27.037Z 来源：《电力设备》2017年第26期作者：温成明张玥华刘文祥

[导读] 摘要：本文以糯扎渡电站500kV 6号主变B相绝缘油中含气量超标事件为例，介绍了500kV大型变压器油中含气量检测的方法与含气量超标后对变压器的危害，提出了处理方案，根据处理方案完成对500kV 6号主变B相油中含气量超标的处理，收到了良好的效果，为正确排查及处理类似问题提供了一些借鉴与参考。

（华能澜沧江水电股份有限公司云南昆明 650000）

摘要：本文以糯扎渡电站500kV 6号主变B相绝缘油中含气量超标事件为例，介绍了500kV大型变压器油中含气量检测的方法与含气量超标后对变压器的危害，提出了处理方案，根据处理方案完成对500kV 6号主变B相油中含气量超标的处理，收到了良好的效果，为正确排查及处理类似问题提供了一些借鉴与参考。

关键词：变压器；绝缘油；含气量；超标

1原理描述

1.1电站概况

糯扎渡电厂发电机与主变压器采用单元接线方式，主变压器采用单相变压器组型式，中性点直接接地运行。全厂安装有27台500kV主变，主变型号DSP-241000/500，型式单相强迫油循环水冷无载调压升压变压器，高压侧额定电压 ,低压侧额定电压18kV，连接组别为三相YNd11，变压器油标号为25号。

1.2变压器油中含气量超标的危害

随着变压器运行时间的推移，变压器绝缘油中含气量会出现缓慢增加。对于500kV大型变压器，当油中含气量超过3%时，会加快绝缘油老化过程，使其绝缘性能明显下降，严重危害变压器的安全稳定运行。变压器油中含气量是指溶解在绝缘油中的气体含量，包括氧气、氮气、烃类气体、一氧化碳和二氧化碳等。在常温、常压下气体在油中的溶解度约为10%，其主要成分为空气中的氧气与氮气，在一定条件下油中气体会超出饱和量而析出气泡。对于大型变压器，当温度和压力骤然下降时，气泡在电场力的作用下会被拉成狭长体，引起绝缘局部放电，甚至发生闪络，加速变压器绝缘老化进程。

1.3运行油中含气量超标的主要原因分析

导致变压器运行油中含气量超标的主要原因如下所示：

1）变压器本体及油管路密封不良，导致密封处存在渗漏，空气通过渗漏部分融入变压器油中；

2）储油柜密封破坏，导致空气通过密封点与变压器油接触。如胶囊密封式储油柜的胶囊破损、连管阀门关不严等；

3）变压器内部油流形成负压区，容易造成空气进入。如潜油泵法兰连接处螺栓松动导致的空气进入；

4）变压器内部过热或火花放电故障所产生的气体。变压器油、绝缘纸/板在电场和热的作用下，会产生氢气、烃类气体、一氧化碳和二氧化碳，从而引起油中含气量增加；

5）变压器安装过程中存在空气残留。

1.4绝缘油中含气量的检测及分析方法

1.4.1绝缘油中含气量的检测方法

目前绝缘油中含气量的检测的方法主要有真空压差法和气相色谱法两种。

真空压差法原理是使试油进入真空脱气室，使试油中的溶解气体快速释放出来，根据试油进入脱气室前、后释放气体产生的压力差值计算出油中的含气量。

气相色谱法原理是将一定体积的油样加入一个密封系中，注入该油样不需测定的惰性气体，如高纯度氮气，置于很稳震荡器内充分振动，使油中溶解气体在油、气两相达到动态平衡后，取其气相中的气体，利用具有热导池和氢火焰离子化鉴定器的气相色谱仪进行充分分析，然后根据分配定律计算出油中溶解气体浓度。

1.4.2分析方法

GB/T 7595-2000《运行中变压器油质量标准》中规定：新投运或是检修后的500kV变压器油中含气量应不大于1%，运行中应不大于3%。一般通过特征气体含量法来判断变压器内部是否存在故障，对于非变压器内部故障原因导致油中含气量超标，应缩短监测周期，利用油中含气量的增长率对故障发展趋势进行监视。

特征气体含量法是将油中溶解气体含量的检测结果与《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中对应的注意值进行比较后做出判断。

当变压器非内部故障时，应缩减监测周期，定期取样对油中含气量进行检测，根据试验数据得到油中含气量的增长速率并对其发展趋势进行预测。

1.5处理方法

目前对于含气量超标的绝缘油普遍通过真空滤油机，滤油机加热使油中水分蒸发，真空法去掉油中的气体和水分。整个过程主要包括绝缘油真空脱气、真空注油及热油循环三个过程。糯扎渡电厂采用的是高真空净油机型号为HEP200，流量为200L/min。

2论述

2.1事件概况及故障分析

糯扎渡电厂500kV 6号主变于2013年1月份投运，2014年2月份，运行人员发现500kV 6号主变B相分接开关处存在渗油。通过取样试验，发现油中含气量超过国家行业标准，经定期跟踪检测，其含气量有明显升高趋势，部分数据如表1。

#6主变B相绝缘油在色谱试验震荡脱出的气体是A相或C相的1.3倍左右，但油中总烃含量并未超标，截至2015年3月23日，试验检测的总烃含量最大值为7.4uL/L,气体组成成分中乙烯气体含量仅为0.6uL/L，未发现乙炔气体。对主变及油管路进行检查，除分接开关处存在渗油外无其他渗油故障点。计划变压器本体排油后对其内部进行检查。

#6主变B相含气量从投产后至发现含气量增长率约为0.0043%/天，超标从发现（2014年2月28日）至2015年4月19日含气量增长率约为0.0082%/天，产气速率约为之前两倍。若按照此产速率增长，#6主变B相含气量将在418天左右超过10%。

2.2 6号主变B相油中含气量超标处理

6号主变B相长期处于带隐患运行状态，需要在具备处理条件时及时处理，所以在6号机组检修期对6号主变B相分接开关进行更换密封垫并对变压器排油进行内检工作。

处理内容为：

1）更换分接开关密封垫；

2）变压器内部检查；

3）变压器油脱气处理。

2.2.1更换分接开关密封垫

主变本体排完油后，对已老化的分解开关密封垫进行更换。

2.2.2变压器内部检查

对6号主变B相进行内部检查，无破损及连接点松动处。

2.2.3变压器油脱气处理

1）关闭瓦斯继电器阀门，打开各附件通本体的所有阀门；

2.）连接真空管路到本体，对变压器主体抽真空，当真空度达到133帕后保持2小时； 3）若无渗漏则连续抽真空48h；

4）将真空滤油机接到接到变压器箱底注油阀；

5）启动真空泵，真空滤油机开始注油，注油速度不大于5吨/小时。注油到距箱顶200mm时停止注油继续抽真空4小时。 4小时后将油面注到储油柜规定位置；

6）将滤油机进出口分别连接到变压器下部阀门及上部阀门；

7）打开变压器及滤油机阀门开始滤油；

8）滤油时间100小时，待油样化验合格后停止；

9）热油循环后如发现储油罐油位不符合要求则将管路链接到储油柜进油管进行补油； 10）变压器静放72小时，期间每隔12小时从放气塞排气一次，直至无气体排出；

11）进行变压器检修后的相关试验。

2.2.4跟踪试验

含气量超标处理已于5月2日完成热油循环处理，处理后含气量试验结果合格，对主变运行后持续定期取样进行检测，其结果如表1所示。

糯扎渡电厂6号主变B相经过本体排油、器身内部检查、分接开关密封垫更换、产品抽真空、真空注油、热油循环100小时、72小时静放及检修后的相关试验，油中含气量由6.55%下降到0.46%达到国家标准（新投运或是检修后的500kV变压器含气量要求应≤1%）；分接开关密封垫更换后，渗油故障点消除。

3结论

3.1 使用特征气体含量法能有效分析并查找变压器油中含气量超标的原因；

3.2 油中含气量超标原因非变压器内部故障时，通过计算油中含气量增长速率是监视油中含气量发展趋势的有效手段；

3.3 对500kV大型变压器中含气量超标的绝缘油，采用真空滤油机脱气可以快速有效降低油中含气量值。

参考文献

[1] 张秉俊郭兴科周海龙合编，500kV变压器油含气量超标分析及处理，安徽电力，2011年。

[2] 李朝伟常焕合编，变压器油中气体总含量的测定方法概述，应用科技，2013年。