曾偉

[摘? ? 要]通過對6號主變油中氫氣含量變化情況的介紹，分析了異常，并提出了詳細的處理辦法及注意的問題。

[關鍵詞]概況;氫氣含量變化;原因分析;措施

[中圖分類號]TM407 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（21）04–0–02

Analysis and Supervision of Single Hydrogen Abnormality in No. 6 Main

Transformer and Pre-Treatment Measures

Zeng Wei

[Abstract]Through the introduction of the change of the hydrogen content in the No. 6 main transformer oil， the abnormality is analyzed， and detailed treatment methods and attention issues are put forward.

[Keywords]general situation; hydrogen content change; cause analysis; measures

1 設備情況概述

（1）從2016年8月起通過絕緣油定期色譜分析發(fā)現(xiàn)6號主變油中氫氣含量呈緩慢上升趨勢，截至2017年4月22日油中氫氣含量130 μL/L，接近規(guī)程注意值（≯150 μL/L）。利用2017年6號機組B修，對6號主變常規(guī)檢查，發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯存在接地故障，聯(lián)系廠家技術人員到廠對鐵芯接地故障進行處理，鐵芯絕緣恢復，處理后其他常規(guī)實驗數(shù)據(jù)正常。并對變壓器絕緣油進行脫氣處理，油中氫氣含量恢復正常。為觀察處理效果，特制定了6號主變的安全監(jiān)督運行技術措施。

（2）2017年6月投入運行至2018年8月油中氫氣含量正常。9月開始定期檢測至今，油中氫氣含量緩慢上升，現(xiàn)階段維持120～130 μL/L，其他特征氣體無異常。

（3）在2018年6號機A修期間，主變年度預防性實驗，進行變壓器油微水含量分析實驗、變壓器繞組絕緣電阻、吸收比實驗、繞組tgδ測試、泄漏電流測試等，上述實驗數(shù)據(jù)均正常。自9月氫氣開始緩慢增長，利用機組停備機會對變壓器鐵芯絕緣進行復測，鐵芯絕緣正常。針對上述情況通過與上級技術監(jiān)督科研院所、變壓器廠家相關專家交流溝通，并在公司內(nèi)部組織相關專業(yè)召開專題會進行討論、分析，結合專家意見，6號主變可以投入運行，繼續(xù)觀察運行。

2 油中氫氣含量變化情況

（1）變壓器自鐵芯接地故障及絕緣油脫氣處理后，按要求定期取油樣色譜分析實驗，數(shù)據(jù)見表1。

截至目前為止，油色譜分析檢測，油中氫氣含量正常，其他特征氣體無異常。

（2）通過定期油色譜分析檢測，油中氫氣跳變至122 μL/L，至最近一次色譜檢測氫氣含量一直在120～130 μL/L，無明顯變化，其他特征氣體無明顯變化。期間多次送樣其他具備檢測資質的單位進行送樣比對，實驗數(shù)據(jù)正確。后期取樣檢測周期改為每周一次數(shù)據(jù)見表2。

3 初步原因分析及結論

3.1 分析

（1）6號主變投入運行至今已11a，特征氣體含量（除乙炔C2H2外）有一定的變化屬正常現(xiàn)象，因為在電場、熱作用下，油中水分解、絕緣材料熱分解和絕緣自然老化會引起氣體含量一些變化，當然這些變化量應在規(guī)定的范圍內(nèi)，并趨于穩(wěn)定。如果特征氣體含量超過規(guī)定要求，H2含量大于150 μL/L、總烴含量大于150 μL/L、C2H2含量大于1 μL/L時，均須引起注意。

（2）在《電力設備預防性實驗規(guī)程》DL/T596—1996和《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》DL/T722—2014中對CO、CO2氣體含量沒有具體意見，只說明對運行設備，隨著油和固體絕緣材料老化，CO、CO2會呈有規(guī)律增長，當這一增長趨勢發(fā)生突變時，應與其他氣體變化情況綜合分析，以判斷故障是否涉及到固體絕緣，經(jīng)數(shù)據(jù)比對6號主變不存在這一現(xiàn)象。

（3）電弧、火花放電、局部放電、油和固體絕緣熱分解、水分解等因素均可引起H2含量升高。特征氣體C2H2含量穩(wěn)定無變化，可排除電弧、火花放電的可能。

（4）油和固體絕緣熱分解可引起特征氣體H2、CH4、C2H4、C2H6、CO、CO2變化，實際上烴類氣體含量變化不大，變壓器油溫一般在45～65℃，故變壓器無整體過熱現(xiàn)象。

（5）局部放電要產(chǎn)生H2和CH4，隨著溫度升高，相繼產(chǎn)生C2H6、C2H4，從烴類氣體含量的變化看應無局部長期放電現(xiàn)象。

（6）設備中不銹鋼與油的催化反應產(chǎn)生氫氣，但變壓器已運行11a，之前運行中油中氫氣含量一直正常，此類原因可排除。

（7）變壓器油循環(huán)系統(tǒng)中，潛油泵存在隱患或缺陷運行，造成絕緣油裂解產(chǎn)生氫氣，通過潛油泵檢查及絕緣實驗，潛油泵各項檢測和實驗數(shù)據(jù)正常，運行聲音、溫度均正常，排除此類原因。

（8）通過變壓器油色譜中其他特征氣體含量變化及變壓器繞組絕緣電阻、吸收比實驗、繞組tgδ測試、泄漏電流測試等，上述實驗數(shù)據(jù)均正常。

3.2 結論

（1）初步判斷6號主變油中特征氣體H2含量緩慢上升的主要原因應是變壓器內(nèi)部受潮引起。查閱有關研究資料，變壓器本體總水量中，有99%存在于固體絕緣纖維中，只有1%以下的水分存于變壓器油中，這主要是因為絕緣材料中的纖維素對水具有強大的親和力。固體絕緣中的水分只有在溫度大于80 ℃時，才會從絕緣層表面逸出溶入油中，當溫度下降后，又會吸附上絕緣層，因變壓器油一直運行在70 ℃以下，故油中水含量幾乎無變化，變壓器油微水測試含量分析實驗反映不出受潮現(xiàn)象。

（2）不排除由于前期變壓器鐵芯外引接地銅辮絕緣處理效果不好（由于內(nèi)部構造和故障點部位空間狹?。?，造成鐵芯銅辮包裹絕緣運行中受油流影響，銅辮有裸露現(xiàn)象，運行中自身懸浮電位對變壓器外罩發(fā)生輕微的間歇性放電，或裸露部分短時性接地，形成鐵芯多點接地，在鐵芯局部形成渦流引起發(fā)熱，裂解絕緣油產(chǎn)生少量氫氣。

4 處置措施

通過以上分析變壓器監(jiān)督繼續(xù)運行，為保證變壓器安全運行，由于原因分析誤判，是變壓器其他故障引起單氫異?；虬殡S其他特征氣體異常，防止故障進一步惡化以致造成變壓器損壞，制定以下處置措施：

4.1 處置措施一

（1）現(xiàn)階段繼續(xù)加強6號主變監(jiān)督運行，編制變壓器監(jiān)督運行技術防范措施。如定期絕緣油色譜分析，油中氫氣含量不再增長或緩慢增長雖然超過注意值（150 μL/L），但穩(wěn)定在200～250 μL/L，油中其他特征氣體無明顯變化，后期利用機組檢修或停備機會，對變壓器進行脫氣除潮處理，并加裝油色譜在線檢測裝置。

（2）變壓器本體及絕緣油現(xiàn)場脫氣除潮處理，應聯(lián)系廠家技術人員來廠現(xiàn)場進行技術指導，并做好現(xiàn)場處理前相關設備、材料、工器具的準備和處理過程中的配合工作，以及檢修作業(yè)指導書和三措兩案的編制。結合變壓器脫氣處理，同時進行油色譜在線檢測裝置安裝工作。

（3）如果主變監(jiān)督運行中，定期油樣檢測氫含量發(fā)生較大變化時，應同時送樣其他具備資質的科研院所進行復測確認。

（4）運行中加強對主變運行中的相關運行參數(shù)進行監(jiān)視統(tǒng)計，如發(fā)現(xiàn)異常應及時通報和逐級上報。

4.2 處置措施二

6號主變監(jiān)督運行中，絕緣油單氫含量繼續(xù)緩慢增長，無穩(wěn)定跡象或伴隨其他特征氣體較前期變化明顯，及時與上級技術監(jiān)督科研院所、變壓器廠家相關專家交流溝通，確定是否需要主變退出運行檢查處理。

（1）如建議主變繼續(xù)觀察運行，并給出具體建議，暫時按專家建議執(zhí)行。取樣周期縮短為1d或3d一次，并及時將檢測數(shù)據(jù)進行通報。及時邀請相關專家到廠，在現(xiàn)場進行分析、診斷，制定更嚴謹?shù)募夹g措施。

（2）如建議主變退出運行檢查處理（變壓器退運應及時聯(lián)系上級技術監(jiān)督科研院所、變壓器廠家技術人員到廠，會同我方相關專業(yè)人員和相關領導共同商討決策）。主變退運后對變壓器進行特種高壓實驗或其他實驗，以確定造成變壓器油中特種氣體異常的故障類型，待實驗結果分析后，確定下一步處理方案。

4.3 處置措施三

（1）6號主變監(jiān)督運行中，如定期絕緣油色譜分析單氫含量在原監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎上呈倍數(shù)增長，氫氣產(chǎn)氣速率過快成幾何倍數(shù)增長時，無穩(wěn)定跡象，特別是油中出現(xiàn)乙炔氣體并呈增長趨勢，同時其他特征氣體也伴隨增長較快，建議應立即向調(diào)度申請，變壓器退出運行。

（2）變壓器退出運行后，及時向上級技術監(jiān)督科研院所、變壓器廠家通報情況并邀請上述單位及時到廠，討論、分析制定檢查和處理方案，確定下一步工作計劃。

5 結束語

電力系統(tǒng)內(nèi)由于變壓器單氫增長發(fā)生的設備事故，原因不盡相同，反應的現(xiàn)象和產(chǎn)生的結果也不盡相同。為防止變壓器異常進一步劣化，要實時監(jiān)控，避免造成更嚴重的后果。

參考文獻

[1] 趙靖.一起110kV主變單氫超標原因分析及措施處理[J].電子樂園，2019（15）：225.