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一起500kV主变压器油中含气量超标的原因分析及处理

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：缪威桑

[导读] 摘要：变压器绝缘油是构成变压器主绝缘的材料之一，变压器油的油质情况对变压器的安全稳定运行至关重要。

        广东红海湾发电有限公司广东汕尾 516623
        摘要：变压器绝缘油是构成变压器主绝缘的材料之一，变压器油的油质情况对变压器的安全稳定运行至关重要。如果变压器的油中含气量超标，在高场强的作用下，绝缘油中的气体极易从油中析出而聚集在绝缘纸层内或表面，形成大小不等的气泡，容易发生局部放电而危害变压器绝缘性能。本文对广东红海湾发电有限公司#3主变压器油中含气量超标的原因分析及处理进行了详细阐述，为处理变压器油中含气量超标缺陷提供参考。
        关键词：变压器；含气量；分析及处理
        一、设备概况及运行情况
        广东红海湾发电有限公司#3主变压器型号为SFP-780000/500TH，额定容量780000kVA，额定电压525/22kV，冷却方式为ODAF。近几年绝缘油试验中的含气量检测数据如表1所示：
        表1

        由绝缘油试验数据可见，从2016年至2019年#3主变压器油中含气量呈逐年上升趋势，并于2019年达到4.58%，根据《运行中变压器油质量》（GBT7595-2008）规定，运行中的500kV变压器绝缘油中含气量应不大于3%，之后重新另取了两次油样进行检测，检测结果油中含气量均大于3%，均超出标准要求范围，由此排除了绝缘油取样方式不当造成的结果误差，判定#3主变压器绝缘油确实存在含气量超标的情况。
        二、变压器油中含气量超标的危害
        变压器油中含气量超标对变压器的安全稳定运行影响极大，主要危害有：
        （1）降低绝缘强度，加速绝缘老化。溶解于变压器绝缘油中的气体，在低场强时对变压器绝缘的影响并不影响，但在高场强时，气体容易从变压器油中析出而聚集起来，并会在一定条件下形成大小不等的气泡，这些气泡会附着在绝缘纸层内部或表面，被拉长而极化，从而导致变压器主绝缘被击穿，降低变压器的绝缘性能。另一方面还会加速变压器绝缘材料的老化，导致变压器发生过热及放电故障的概率增大，危害变压器的安全稳定运行。
        （2）降低变压器绝缘油质量。若变压器油中氧气含量过高，在温度的作用下，会发生热（氧）老化，使绝缘油生成水分、酸和油泥等，降低绝缘油质量。这些油泥如沉积在变压器绕组和铁芯的表面，将会影响变压器的冷却效果，同样也会危害变压器的安全稳定运行。
        三、变压器油中含气量超标的原因分析
        变压器油中含气量超标的主要原因有两个：一是由变压器本身内部故障引起，如变压器发生过热、局部放电故障等产生气体。这种情况可通过绝缘油的色谱分析进行判定，主要特征是C2H2、CH4、H2、C2H6、C2H4、CO2、CO这7种气体含量将会大幅升高，特别是C2H2、H2、CO含量上升更为明显。二是由于变压器本体密封不严，变压器出现渗漏油部位，外界空气从渗漏油部位混入变压器绝缘油导致。
        四、#3主变压器油中含气量超标的原因分析
        首先对#3主变压器绝缘油进行色谱分析对比，对比2018年和2019年两次绝缘油色谱分析数据结果，如表2所示：
        表2

        由绝缘油色谱分析数据对比可得，C2H2、CH4、H2、C2H6、C2H4、CO2、CO这7种气体含量无明显变化，且均处于允许的范围之内，因此，#3主变压器内部应无局部过热或火花放电情况，油中含气量超标应为外部空气从变压器本体的渗漏油部位进入所导致。
        五、#3主变压器油中含气量超标的处理
        经上述分析，#3主变压器油中含气量超标为变压器本体密封不严导致，因此，利用#3主变压器的停电检修机会，对变压器本体各部件及各连接部位、法兰、密封件等进行全面的渗漏油排查和处理。
        1、本体密封性检查及处理：经全面检查，发现第一组和第五组冷却器潜油泵顶部蝶阀、变压器低压侧B相套管顶部排气孔、顶部注油用φ80蝶阀、瓦斯继电器油枕侧蝶阀、瓦斯继电器编织油管、集气盒顶部接口等部位均出现不同程度的渗漏油现象。
        对上述渗漏油部位进行密封件更换、油管更换等处理后，经观察不再有渗漏油现象。
        2、油枕胶囊密封性检查：拆开油枕顶部呼吸器连接法兰，将白布从胶囊顶部法兰观察孔伸入胶囊底部进行全面轻微擦拭，擦拭后检查伸入的白布无油迹浸渍，由此可见胶囊本体密封性良好，未出现破损现象。

        3、#3主变压器整体密封性试验：拆除#3主变压器呼吸器，从呼吸器管道向胶囊内部充入30kPa压力的干燥氮气，维持24小时，并每小时进行一次气体压力记录和变压器本体渗漏油检查。经24小时的密封性试验后，胶囊压力未下降，且全面检查变压器本体各部件及各连接部位、法兰、密封件等未出现渗漏油现象，可见处理后#3主变压器密封性能良好。
        4、绝缘油滤油脱气处理：对#3主变压器绝缘油进行热油循环，即滤油，滤油过程中，控制滤油真空度≤50Pa，油温维持55±5℃，经48小时滤油后，取油样检测油中含气量已降至0.52%。#3主变压器经处理后效果明显，油中含气量已远低于标准规定范围。
        5、运行中监视：#3主变压器重新投运数月后，取油样检测油中含气量数值保持稳定，至此，#3主变压器油中含气量超标缺陷处理完成。
        六、结束语
        变压器油的油质情况对变压器的安全稳定运行至关重要，在变压器的运行过程中需按规定做好绝缘油的定期试验。当变压器油中含气量超出标准范围时，需及时进行检查、分析和处理，如绝缘油色谱分析成分正常且各特征气体含量无明显变化时，应考虑为变压器本体密封不严使得外部空气进入所致。对密封不严出现渗漏油的部位处理完成后，进行热油循环脱气处理，在油中含气量降至合格范围后，经不少于三个月的运行监视油中含气量数据稳定后，才算真正处理完成。