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500kV變壓器含氣量超標(biāo)分析及處理

文檔作者：王方1 杜偉2 文檔來源： I．中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司檢修試驗(yàn)中心，廣東廣州511400： 2．中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司惠州蓄能水電廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年06月03日
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第39卷第7期
2016年07月
水電站機(jī)電技術(shù)v01．39 No．7
Mechanical＆Electrical Technique of Hydmpower Station Jul．2016
500 kV變壓器含氣量超標(biāo)分析及處理
王方1，杜偉2
(I．中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司檢修試驗(yàn)中心，廣東廣州511400：
2．中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司惠州蓄能水電廠，廣東惠州516100)
摘要：變壓器絕緣油含氣量指標(biāo)對(duì)大型變壓器正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的評(píng)價(jià)作用。通過對(duì)廣東某水電廠500 kV
變壓器含氣量超標(biāo)的分析及處理過程介紹，提出在主變油回路消缺或檢修工作中應(yīng)注意的問題和相應(yīng)的建議。
關(guān)鍵詞：變壓器；絕緣油；含氣量；超標(biāo)
中圖分類號(hào)：TM415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672—5387(2016)07-0063—02
DOI：10．13599／j．cnki．1 1-5130．2016．07．021
對(duì)于大型變壓器，若絕緣油含氣量過高，會(huì)引起
絕緣油局部放電，并加速變壓器的絕緣老化進(jìn)程。廣
東某水電廠共有4臺(tái)500 kV主變，在專業(yè)巡維工作
中，發(fā)現(xiàn)1號(hào)變壓器的在線監(jiān)測(cè)儀顯示絕緣油中氣
體含量偏高，近半年來含氣量趨勢(shì)變化比較快，將油
樣送至廣東中試所檢驗(yàn)，圖1為該變壓器
2013～2015年的主變油色譜分析氣體組成成分濃度
趨勢(shì)圖。最近一次的氣體色譜分析報(bào)告見表1，測(cè)試
含氣量結(jié)果為3．72％，依據(jù)Q／CSG 1 14002—201 l《南
網(wǎng)201 1版電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，該含氣量值
超標(biāo)。
圖1 l號(hào)變壓器色譜分析氣體組成成分濃度趨勢(shì)圖
表1 1號(hào)變壓器絕緣油色譜試驗(yàn)氣體組分濃度表
甲CH烷,三要三篡三C篡氫2H氣H24化CO主二氧CO化2 2CH 6 C2H2 C02總烴
’～‘ ?
1原因分析
根據(jù)GB／T 7252—200 1《變壓器油中溶解氣體分
析和判斷導(dǎo)則》，故障氣體的組成和含量與故障的類
型及其嚴(yán)重程度有密切關(guān)系。不同故障類型產(chǎn)生的
主要特征氣體和次要特征氣體可歸納為表2所示。
表2不同故障類型產(chǎn)生的氣體
油過熱CH4、C2H4 H：、C：H6
油和紙過熱CIL、C2I-h、CO、CO：H：、C：1-16
油紙絕緣中局部放電H：、CH4、CO H：、c2H。、CO：
油中火花放電H：、Cuq：
油中電弧H：、c2H：
油和紙中電弧H：、C：H：、CO、CO：
注：進(jìn)水受潮或油中氣泡可能使氫含量升高
由表2知，該變壓器油中CO、CO：含量較高的
原因可能為：變壓器發(fā)生內(nèi)部油和紙過熱、油紙絕緣
中局部放電或油和紙中電弧時(shí)，引起主變內(nèi)部固體
絕緣熱分解，導(dǎo)致CO、CO：含量明顯增高；另也可能
不是設(shè)備故障造成的，空氣通過各種途徑滲到變壓
器本體油中，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部固體絕緣材料的老化過
程加快，CO、CO：含量增高。
(1)當(dāng)設(shè)備內(nèi)部發(fā)生放電、電弧、過熱性故障時(shí)，
由于局部溫度較高，可導(dǎo)致熱點(diǎn)附近的絕緣物發(fā)生
熱分解而析出氣體，這些故障產(chǎn)生的特征氣體主要
是甲烷、乙烯、乙炔，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的CO、CO：。
《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》中對(duì)
CO含量正常值提出了參考意見。具體內(nèi)容是：開放
式變壓器CO含量的正常值一般應(yīng)在300 I．z M。以下，
若總烴含量超過150斗I／L，CO含量超過300燦饑，
則設(shè)備有可能存在固體絕緣過熱性故障；若CO含
量雖超過300恤肌，但總烴含量在正常范圍，可認(rèn)
為正常；但對(duì)于密封式變壓器，溶于油中的CO含量
收稿日期：2016—04—21
作者簡(jiǎn)介：王方(1984一)，女，工程師，從事水電廠電氣主設(shè)備檢
修工作。
分
＼鰳＼分些幾一。一談囂＼一器
萬方數(shù)據(jù)
水電站機(jī)電技術(shù)第39卷
一般均高于開放式變壓器，其正常值約800斗L幾。
由表1及圖1知，該變壓器油中CO含量在正常值
范圍內(nèi)，且總烴含量及變化趨勢(shì)正常，因此排除主變
發(fā)生內(nèi)部故障的可能性。
(2)正常運(yùn)行中的設(shè)備內(nèi)部絕緣油和固體絕緣材
料由于受到電場(chǎng)、熱度、濕度及氧的作用，隨運(yùn)行時(shí)
間而發(fā)生速度緩慢的老化現(xiàn)象，除產(chǎn)生一些氣態(tài)的
劣化產(chǎn)物外，還會(huì)產(chǎn)生少量的氧、低分子烴類氣體和
碳的氧化物等，其中碳的氧化物CO、CO：含量最高
(這主要是由于從空氣中吸收的CO：、固體絕緣老化
及油的長(zhǎng)期氧化形成CO和CO：的基值過高造成
的)。由圖1知，變壓器正常運(yùn)行下產(chǎn)生的CO、CO：
含量隨設(shè)備的運(yùn)行年限的增加而上升，說明變壓器
內(nèi)固體絕緣材料逐漸老化。
油中CO、CO：含量與設(shè)備運(yùn)行年限有關(guān)，CO：
含量變化的規(guī)律性不強(qiáng)，對(duì)于CO的產(chǎn)氣速率，國(guó)外
有人提出與運(yùn)行年限之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式為：
CO(斗L／L)=374 lg(4Y)
式中Y表示運(yùn)行年限，單位為年，該式適用于
一般密封式變壓器。該水電廠4臺(tái)主變至今已運(yùn)行
8年，計(jì)算得CO的產(chǎn)氣速率約為562．9．3斗饑。由
表1知，1號(hào)變壓器最近的油色譜分析中CO濃度為
602．63斗L幾，該值高很多。說明由于某種原因?qū)е?
1號(hào)變壓器內(nèi)部固體絕緣材料的老化過程突然加
快，CO、CO：含量增高。
翻查1號(hào)變壓器歷史定檢、臨檢及消缺報(bào)告，發(fā)
現(xiàn)該變壓器在2015年5月曾經(jīng)更換過冷卻器密封，
當(dāng)時(shí)的工作是關(guān)閉冷卻器系統(tǒng)與主變本體相連的閥
門，將冷卻器系統(tǒng)單獨(dú)隔離出來進(jìn)行排油、更換密
封、注油、循環(huán)濾油及回裝冷卻器工作。因冷卻器個(gè)
別閥門從設(shè)計(jì)上不具備抽真空的條件，當(dāng)時(shí)注放油
過程中可能有部分溶解在油中的氧氣未抽盡，導(dǎo)致
變壓器帶電后短期內(nèi)老化速度加快，產(chǎn)生較多CO、
CO：。由圖1知，該變壓器在2015年5月后，CO、CO：
含量增速很快。針對(duì)此種情況，處理方法是將變壓器
本體及冷卻器進(jìn)行循環(huán)濾油脫氣直到油化驗(yàn)結(jié)果合格。
但也不能排除變壓器有滲漏點(diǎn)造成空氣滲入
變壓器油中，必須停電對(duì)變壓器可能存在的滲漏點(diǎn)
進(jìn)行檢查，如果排查無滲漏油現(xiàn)象，就可對(duì)主變進(jìn)行
循環(huán)濾油脫氣處理。
2故障排查及處理
停電后對(duì)變壓器本體進(jìn)行了如下檢查：
(1)檢查變壓器本體法蘭、閥門、箱沿、油管等密
封連接處螺栓均緊固，無滲漏油痕跡；
(2)檢查主變高壓套管升高座、油箱等焊接部位
無漏油跡象；
(3)檢查冷卻器閥門、油管無滲漏油跡象；
(4)檢查儲(chǔ)油柜相關(guān)閥門和法蘭密封面均無滲漏
油跡象。
經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)變壓器本體無滲漏油點(diǎn)，對(duì)主變
進(jìn)行循環(huán)濾油脫氣處理，后續(xù)觀察含氣量變化。
該變壓器內(nèi)部已充滿變壓器油，無法對(duì)器身進(jìn)
行抽真空處理，因此采用專用濾油機(jī)對(duì)變壓器油采
取循環(huán)真空過濾的方式進(jìn)行脫氣處理。在濾油過程
中，為防止瓦斯繼電器隨油壓變化頻繁動(dòng)作而損壞，
在瓦斯繼電器試驗(yàn)按鈕處加裝一臨時(shí)支撐桿，以保
持瓦斯繼電器內(nèi)干簧管保持打開狀態(tài)。脫氣過程質(zhì)
量監(jiān)督依據(jù)Q／CSG 1 14002—201 1《南網(wǎng)201 1版電力
設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，濾油結(jié)束后靜置3 d，取油化
驗(yàn)檢油質(zhì)合格，脫氣處理前后變壓器油試驗(yàn)數(shù)據(jù)如
表3所示。
表3脫氣處理前后變壓器油試驗(yàn)數(shù)據(jù)表
項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)處理前處理后
外觀透明透明透明
酸隹[／mgKOH／g ≤o．1 0．002 0．013 顆黻彳勰拿裝磊磊囂；Ⅲs ss，
介損(90。C)，％≤0．7(頹油)；≤2．0(運(yùn)行中油) 0．081 0．028
擊穿電壓，kV I>60(新油)；≥50(運(yùn)行中油) 80．3 72．1
微g,lla,I,／L 《10 6．7 0．667
含氣量，％ ≤3 3，72 0．19
3結(jié)論
絕緣油含氣量指標(biāo)對(duì)500 kV變壓器的安全運(yùn)
行至關(guān)重要，對(duì)含氣量超標(biāo)的變壓器應(yīng)盡量停電查
找漏點(diǎn)并進(jìn)行真空脫氣處理。今后對(duì)主變本體或者
冷卻器進(jìn)行油回路的消缺或檢修工作時(shí)，若有排油
注油工作，不能單獨(dú)個(gè)體油回路進(jìn)行抽真空，應(yīng)當(dāng)對(duì)
主變及冷卻器整體進(jìn)行循環(huán)濾油抽真空，確保變壓
器絕緣油油質(zhì)合格。
參考文獻(xiàn)：
【1】Q／CSG 114002—2011南網(wǎng)2011版電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)
程【S】．
[2]GB／T 7252—2001變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則
【S】．
【3】錢旭耀．變壓器油及相關(guān)故障診斷處理技術(shù)[MI．北京：中國(guó)
電力出版社，2006．
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異常原因分析與處理U】．變壓器，2011，48(1)：63-66．
【5】溫念珠．電力用油實(shí)用技術(shù)【M]．北京：中國(guó)水利水電出版社，
1998

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