王 方，杜 偉

（1.中國南方電網有限責任公司調峰調頻發(fā)電公司檢修試驗中心，廣東 廣州 511400；2.中國南方電網有限責任公司調峰調頻發(fā)電公司惠州蓄能水電廠，廣東 惠州 516100）

500 kV變壓器含氣量超標分析及處理

王 方1，杜 偉2

（1.中國南方電網有限責任公司調峰調頻發(fā)電公司檢修試驗中心，廣東 廣州 511400；2.中國南方電網有限責任公司調峰調頻發(fā)電公司惠州蓄能水電廠，廣東 惠州 516100）

變壓器絕緣油含氣量指標對大型變壓器正常運行起著至關重要的評價作用。通過對廣東某水電廠500 kV

變壓器含氣量超標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注意的問題和相應的建議。

變壓器；絕緣油；含氣量；超標

對于大型變壓器，若絕緣油含氣量過高，會引起絕緣油局部放電，并加速變壓器的絕緣老化進程。廣東某水電廠共有4臺500 kV主變，在專業(yè)巡維工作中，發(fā)現1號變壓器的在線監(jiān)測儀顯示絕緣油中氣體含量偏高，近半年來含氣量趨勢變化比較快，將油樣送至廣東中試所檢驗，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圖。最近一次的氣體色譜分析報告見表1，測試含氣量結果為3.72%，依據Q/CSG 114002-2011《南網2011版電力設備預防性試驗規(guī)程》，該含氣量值超標。

圖1 1號變壓器色譜分析氣體組成成分濃度趨勢圖

表1 1號變壓器絕緣油色譜試驗氣體組分濃度表

1 原因分析

根據GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》，故障氣體的組成和含量與故障的類型及其嚴重程度有密切關系。不同故障類型產生的

主要特征氣體和次要特征氣體可歸納為表2所示。

表2 不同故障類型產生的氣體

由表2知，該變壓器油中CO、CO2含量較高的原因可能為：變壓器發(fā)生內部油和紙過熱、油紙絕緣中局部放電或油和紙中電弧時，引起主變內部固體絕緣熱分解，導致CO、CO2含量明顯增高；另也可能不是設備故障造成的，空氣通過各種途徑滲到變壓器本體油中，導致設備內部固體絕緣材料的老化過程加快，CO、CO2含量增高。

（1）當設備內部發(fā)生放電、電弧、過熱性故障時，由于局部溫度較高，可導致熱點附近的絕緣物發(fā)生熱分解而析出氣體，這些故障產生的特征氣體主要是甲烷、乙烯、乙炔，同時會產生較多的CO、CO2。

《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》中對CO含量正常值提出了參考意見。具體內容是：開放式變壓器CO含量的正常值一般應在300μL/L以下，若總烴含量超過150μL/L，CO含量超過300μL/L，則設備有可能存在固體絕緣過熱性故障；若CO含量雖超過300μL/L，但總烴含量在正常范圍，可認為正常；但對于密封式變壓器，溶于油中的CO含量一般均高于開放式變壓器，其正常值約800μL/L。由表1及圖1知，該變壓器油中CO含量在正常值范圍內，且總烴含量及變化趨勢正常，因此排除主變發(fā)生內部故障的可能性。

（2）正常運行中的設備內部絕緣油和固體絕緣材料由于受到電場、熱度、濕度及氧的作用，隨運行時間而發(fā)生速度緩慢的老化現象，除產生一些氣態(tài)的劣化產物外，還會產生少量的氧、低分子烴類氣體和碳的氧化物等，其中碳的氧化物CO、CO2含量最高（這主要是由于從空氣中吸收的CO2、固體絕緣老化及油的長期氧化形成CO和CO2的基值過高造成的）。由圖1知，變壓器正常運行下產生的CO、CO2含量隨設備的運行年限的增加而上升，說明變壓器內固體絕緣材料逐漸老化。

油中CO、CO2含量與設備運行年限有關，CO2含量變化的規(guī)律性不強，對于CO的產氣速率，國外有人提出與運行年限之間關系的經驗公式為：

CO μL/L（ ）=374 1g（4Y）

式中Y表示運行年限，單位為年，該式適用于一般密封式變壓器。該水電廠4臺主變至今已運行8年，計算得CO的產氣速率約為562.93 μL/L。由表1知，1號變壓器最近的油色譜分析中CO濃度為602.63 μL/L，該值高很多。說明由于某種原因導致1號變壓器內部固體絕緣材料的老化過程突然加快，CO、CO2含量增高。

翻查1號變壓器歷史定檢、臨檢及消缺報告，發(fā)現該變壓器在2015年5月曾經更換過冷卻器密封，當時的工作是關閉冷卻器系統與主變本體相連的閥門，將冷卻器系統單獨隔離出來進行排油、更換密封、注油、循環(huán)濾油及回裝冷卻器工作。因冷卻器個別閥門從設計上不具備抽真空的條件，當時注放油過程中可能有部分溶解在油中的氧氣未抽盡，導致變壓器帶電后短期內老化速度加快，產生較多CO、CO2。由圖1知，該變壓器在2015年5月后，CO、CO2含量增速很快。針對此種情況，處理方法是將變壓器本體及冷卻器進行循環(huán)濾油脫氣直到油化驗結果合格。

但也不能排除變壓器有滲漏點造成空氣滲入變壓器油中，必須停電對變壓器可能存在的滲漏點進行檢查，如果排查無滲漏油現象，就可對主變進行循環(huán)濾油脫氣處理。

2 故障排查及處理

停電后對變壓器本體進行了如下檢查：

（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）檢查儲油柜相關閥門和法蘭密封面均無滲漏油跡象。

經過檢查，發(fā)現變壓器本體無滲漏油點，對主變進行循環(huán)濾油脫氣處理，后續(xù)觀察含氣量變化。

該變壓器內部已充滿變壓器油，無法對器身進行抽真空處理，因此采用專用濾油機對變壓器油采取循環(huán)真空過濾的方式進行脫氣處理。在濾油過程中，為防止瓦斯繼電器隨油壓變化頻繁動作而損壞，在瓦斯繼電器試驗按鈕處加裝一臨時支撐桿，以保持瓦斯繼電器內干簧管保持打開狀態(tài)。脫氣過程質量監(jiān)督依據Q/CSG 114002-2011《南網2011版電力設備預防性試驗規(guī)程》，濾油結束后靜置3 d，取油化驗檢油質合格，脫氣處理前后變壓器油試驗數據如表3所示。

表3 脫氣處理前后變壓器油試驗數據表

3 結論

絕緣油含氣量指標對500 kV變壓器的安全運行至關重要，對含氣量超標的變壓器應盡量停電查找漏點并進行真空脫氣處理。今后對主變本體或者冷卻器進行油回路的消缺或檢修工作時，若有排油注油工作，不能單獨個體油回路進行抽真空，應當對主變及冷卻器整體進行循環(huán)濾油抽真空，確保變壓器絕緣油油質合格。

［1］Q/CSG 114002-2011南網2011版電力設備預防性試驗規(guī)程［S］.

［2］GB/T 7252-2001變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則［S］.

［3］錢旭耀.變壓器油及相關故障診斷處理技術［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［4］余國剛，丁國成，陳慶濤，等.一起500 kV主變壓器油色譜異常原因分析與處理［J］.變壓器，2011，48（1）：63-66.

［5］溫念珠.電力用油實用技術［M］.北京：中國水利水電出版社，1998.

TM415

B

1672-5387（2016）07-0063-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.07.021

2016-04-21

王 方（1984-），女，工程師，從事水電廠電氣主設備檢修工作。