張新忠

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局試驗(yàn)研究所，廣東 東莞 523000）

對(duì)不同電壓等級(jí)的變壓器，其油中總氣量有不同的要求，一般500 kV及以上變壓器油含氣量指標(biāo)要求投運(yùn)前不大于1%，運(yùn)行中不大于3%。若運(yùn)行中出現(xiàn)油中含氣量異常，說明該主變出現(xiàn)密封性不良缺陷，應(yīng)進(jìn)行檢查處理消缺?，F(xiàn)通過一起500 kV變壓器油中含氣量超注意值實(shí)際案例，進(jìn)行原因分析和處理。

1 500 kV變壓器油的預(yù)試情況

2018 年5 月11 日，對(duì)500 kV 某變電站#3、#4、#5 主變進(jìn)行正常預(yù)試周期的油中含氣量取樣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)#4A、#4B、#5A主變本體含氣量超出運(yùn)行500 kV變壓器油中含氣量注意值≤3%的注意值。出現(xiàn)異常后，對(duì)主變的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：某站#4A、#4B、#5A、#5B 更換膠囊前后含氣量數(shù)據(jù)分析，見表1所示。

表1 更換膠囊前后含氣量數(shù)據(jù)分析 %

某站#4A、#4B、#5A 含氣量跟蹤數(shù)據(jù)。#4A、#4B、#5A 含氣量2018 年5 月11 日確認(rèn)超標(biāo)后，試研所縮短油試驗(yàn)周期為每周測(cè)試一次主變絕緣油含氣量及油色譜，對(duì)主變運(yùn)行情況進(jìn)行跟蹤，并將油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置暫時(shí)退出運(yùn)行。

數(shù)據(jù)分析：#4A、#4B、#5A主變2014年交接試驗(yàn)兩年后含氣量增長(zhǎng)較慢，分別增長(zhǎng)了0.407、1.265、1.725 個(gè)百分點(diǎn)。在2017 年更換膠囊1.5 年后含氣量增長(zhǎng)較快，分別增長(zhǎng)了4.052，3.580、4.560個(gè)百分點(diǎn)。#5B 雖然含氣量未超標(biāo)，但也符合這個(gè)規(guī)律。如果是在線監(jiān)測(cè)裝置的原因?qū)е潞瑲饬砍瑯?biāo)，自從主變投運(yùn)以來，在線監(jiān)測(cè)裝置的運(yùn)行狀態(tài)未發(fā)生變化，這兩個(gè)階段，含氣量的變化差異不應(yīng)如此之大。這也從側(cè)面證明，含氣量超標(biāo)與在線監(jiān)置關(guān)系不大（或者不是主要原因）。

在2018年10月16日測(cè)試中發(fā)現(xiàn)#3A、#3C含氣量也超出注意值，除#4C主變含氣量相對(duì)穩(wěn)定外（該臺(tái)主變?cè)?015 年7 月21 日更換膠囊至今含氣量為1.342%），另外#3B 及#5B 主變含氣量也增長(zhǎng)較快，接近3%注意值。

2018年5月19日將#4A、#4B、#5A相在線裝置停用，關(guān)閉進(jìn)出油閥，2018 年8 月28 日將#4A、#4B、#5A 相在線裝置重新投入。期間各臺(tái)變壓器含氣量總體呈緩慢上升趨勢(shì)，在油色譜在線進(jìn)出油閥關(guān)閉3 個(gè)多月期間，含氣量仍然在增長(zhǎng)，可證實(shí)主變含氣量增長(zhǎng)與油在線監(jiān)測(cè)裝置沒有必然關(guān)聯(lián)。

含氣量增長(zhǎng)變化先快后慢，從2018 年6 月至2022 年4 月，含氣量增長(zhǎng)速率較為緩慢，這是因?yàn)殡S著主變含氣量的增加，空氣在油中溶解度將會(huì)逐漸飽和，隔膜密封的變壓器，在密封不好時(shí)，一般含氣量為油的4%～6%。

2018 年10 月16 日變壓器油色譜試驗(yàn)。從變壓器絕緣油色譜數(shù)據(jù)分析，油中溶解氣體含量正常，氫氣及總烴含量較小，乙炔含量為0。3臺(tái)主變油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常，含氣量超標(biāo)的主要成分為氮?dú)饧把鯕?，為空氣主要成分。說明變壓器內(nèi)部無故障，可排除含氣量異常由變壓器內(nèi)部故障引起。

2 主變絕緣油在線裝置檢查

#3主變、#4主變、#5主變油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置共9 臺(tái)為某儀器股份有限公司于2014 年安裝，此9臺(tái)均為死油循環(huán)機(jī)型。死油循環(huán)機(jī)型從理論上可排除裝置載氣串入油路的可能性，理由如下：

死油循環(huán)機(jī)制發(fā)生在油氣分離之前，主機(jī)此時(shí)未通載氣，不存在載氣串入油路中的可能。

主機(jī)開始做樣之后主機(jī)回油電磁閥關(guān)閉不進(jìn)行回油操作。所取油樣直接排到廢油桶中，載氣通過放空口在主機(jī)內(nèi)直接放空。

如果出現(xiàn)載氣電磁閥失靈的情況，載氣在1 周內(nèi)就消耗完畢。不會(huì)出現(xiàn)載氣壓力成階梯狀下降，并且載氣電磁閥打開之后會(huì)直接到放空口放空。

如果電路板問題造成流程紊亂，主機(jī)會(huì)響應(yīng)報(bào)警機(jī)制，主機(jī)跳出流程，進(jìn)入值守模式。不會(huì)造成載氣或者油路反串。

如果二級(jí)穩(wěn)壓閥失控會(huì)造成流量過大，造成油路反串污染色譜柱。這種情況下主機(jī)會(huì)出峰異常，數(shù)據(jù)中斷或者全靈，且會(huì)在進(jìn)樣口有明顯油漬。2018年5月19日檢查結(jié)果為進(jìn)樣口無油漬且主機(jī)數(shù)據(jù)正常。

油路循環(huán)和氣路循環(huán)是兩個(gè)獨(dú)立的，即使載氣電磁閥失靈也不會(huì)串到油路中進(jìn)入變壓器本體，載氣會(huì)經(jīng)過氣路模塊放空。

為了查明是否為所安裝的絕緣油色譜載氣串入導(dǎo)致。試研所和技術(shù)人員于2018年5月19日和10月16日進(jìn)站對(duì)在線油色譜裝置進(jìn)行了檢查。

載氣壓力檢查情況。3 臺(tái)主變?cè)诰€監(jiān)測(cè)裝置載氣均在正常消耗范圍內(nèi)，氣路沒有出現(xiàn)漏氣情況。通過系統(tǒng)后臺(tái)查詢壓力下降均成階梯狀，沒有出現(xiàn)壓力跳變的情況，目前3臺(tái)設(shè)備在線色譜數(shù)據(jù)正常，運(yùn)行穩(wěn)定。

油路檢查情況。對(duì)油路檢查發(fā)現(xiàn)3 臺(tái)絕緣油在線監(jiān)測(cè)裝置取油閥、回油閥以及取回油管連接處以及儀器內(nèi)部油路連接處，沒有發(fā)現(xiàn)滲油、漏油痕跡。管路密封良好。

回油油路氣密性檢查。拆除每臺(tái)絕緣油在線監(jiān)測(cè)裝置連接到主變的回油閥，檢查油管回油時(shí)氣密性：回油閥打開之后沒有明顯的氣體溢出，出油正常；拆開回油閥強(qiáng)制進(jìn)行死油循環(huán)，油路中沒有發(fā)現(xiàn)氣泡；回油管內(nèi)部油樣較正常油樣偏黃（如圖1所示），其原因?yàn)檫M(jìn)油管油路長(zhǎng)度不足5 m，主機(jī)在做樣前通過正常進(jìn)油量就可以將進(jìn)油管中死油體積排出，無須啟動(dòng)循環(huán)機(jī)制（一般油路超過30 m或者整個(gè)油路彎道過多導(dǎo)致油速過低，則會(huì)啟動(dòng)死油循環(huán)機(jī)制），該站在線監(jiān)測(cè)主機(jī)從安裝之后未有死油循環(huán)操作，回油管內(nèi)油樣長(zhǎng)期未流動(dòng)導(dǎo)致顏色偏黃，這從側(cè)面證明不存在氣體從回油管中串入變壓器本體的可能性。

圖1 樣品油樣（偏黃色下面3支為回油管油樣）

油樣數(shù)據(jù)對(duì)比分析。2018年5月19日分別在#4A、#4B、#5A主變本體中、下部取樣口、在線監(jiān)測(cè)回油閥及在線監(jiān)測(cè)回油管循環(huán)出的油樣分別取油樣對(duì)比分析。由結(jié)果數(shù)據(jù)可知，#4A 變壓器本體中、下部取樣閥的油樣、在線監(jiān)測(cè)回油閥本體油及在線監(jiān)測(cè)回油管循環(huán)出的油樣含氣量測(cè)試結(jié)果相差不大，#4B 及#5A 在線監(jiān)測(cè)回油管含氣量比相應(yīng)變壓器本體中、下部取樣閥及在線監(jiān)測(cè)回油閥本體的油樣稍大，分析為回油管油流速較慢（呈快滴狀），沒有形成穩(wěn)定的油流，導(dǎo)致取樣時(shí)間偏長(zhǎng)，油樣與空氣接觸時(shí)間較長(zhǎng)導(dǎo)致。

驗(yàn)證性檢查。為了查明是否為所安裝的絕緣油色譜載氣串入導(dǎo)致。2018 年10 月16 日試研所和在線監(jiān)測(cè)裝置廠家技術(shù)人員進(jìn)站對(duì)在線油色譜裝置進(jìn)行了檢查。

抽取#4A 油在線監(jiān)測(cè)裝置，要求廠家拆開裝置廢油箱連接管路，并啟動(dòng)裝置正常工作，觀察油路電磁閥工作情況，發(fā)現(xiàn)裝置工作后廢油排到廢油箱，不會(huì)回到主變，證明裝置工作正常。另還將取樣電磁閥逆向?qū)ǎ怏w反串）進(jìn)行排查，采用捏球反向施壓，結(jié)果壓力無變化，證明不存在氣體反串可能，排除在線監(jiān)測(cè)裝置將載氣帶回主變導(dǎo)致含氣量升高的可能。綜上所述，基本排除引起3 臺(tái)主變含氣量超標(biāo)與在線油色譜裝置有關(guān)。

3 變壓器油含氣量超標(biāo)的處理方案

為解決設(shè)備密封不嚴(yán)引起的變壓器油含氣量超標(biāo)問題，在本次事故處理過程中先將#4A、#4B 及#5A主變回油閥關(guān)閉，油在線監(jiān)測(cè)裝置循環(huán)方式改為直排，再進(jìn)行二次監(jiān)測(cè)，觀察是否仍存在含氣量超標(biāo)問題。

若試驗(yàn)結(jié)果正常，則本次問題是由抽真空不到位造成，在變壓器停運(yùn)檢修期間重新按要求抽真空即可。

若含氣量仍超標(biāo)，則可能是由于漏點(diǎn)導(dǎo)致，特別是在油枕各部件（如旁通閥、膠囊）存在密封不良。處理過程中應(yīng)檢查主變漏點(diǎn)，采用帶油補(bǔ)焊法、二組分堵漏膠，使主變漏點(diǎn)焊接封堵嚴(yán)實(shí)。若為主變密封墊或其他組件不合格造成漏點(diǎn)，則應(yīng)更換新的裝置。處理完成后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行抽真空試驗(yàn)和油色譜在線監(jiān)測(cè)，確定無問題后方可重新投入使用。

4 結(jié)束語

正常運(yùn)行的變壓器油中溶解氣體主要是氧氣和氮?dú)猓鼈兌紒碜钥諝庠谟椭械娜芙?。油中總含氣量和氧氮的比例與變壓器的密封方式、油的脫氣程度、注油時(shí)的真空度等因素有關(guān)。在變壓器油含氣量超標(biāo)時(shí)，應(yīng)利用色譜試驗(yàn)檢查超標(biāo)情況，并配合驗(yàn)證性試驗(yàn)，逐一排查，直至確定根本原因并處理，以提升變壓器運(yùn)行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。