張旭山，常新海

（酒鋼（集團）宏晟電熱公司，甘肅嘉峪關 735100）

1 事件經(jīng)過

2015年8月18日，某電廠#1啟備變在線色譜分析儀氫含量超過報警值達到580.23 μL/L，其它氣體色譜含量無較大幅度變化，取樣送檢實驗室做全色譜分析，結果與在線色譜儀數(shù)據(jù)一致，說明變壓器油中實際氫含量真實升高。使用真空濾油機濾油后氫含量降低至4.57 μL/L，變壓器投入運行后，氫含量又逐漸升高，兩個月后又達到報警值，數(shù)據(jù)見表1。

而相同容量、相同生產(chǎn)廠家，相繼投入運行的另一臺#2 啟備變在線色譜分析數(shù)據(jù)穩(wěn)定，無較大變化。

2 處理過程

2015 年8 月18 日，第一次氫含量超標，使用真空濾油機進行濾油，濾油后色譜分析各氣體含量均達到最小含量值。變壓器恢復運行后氫含量逐漸緩慢升高，每天都有一定量的增長。

2017年4月，第二次氫含量超標后，處理使用同型號真空濾油機進行濾油，并對油溫加熱進行嚴格控制。

2018年5月，第三次氫含量超標后，處理使用同型號真空濾油機進行濾油，對變壓器出油管道改變了位置，增加了備用油箱，將變壓器底部排污堵絲拆除，更換為帶閥門的排污接引管，利用變壓器底部排污接引管將變壓器油從最底部放至備用油箱，再對備用油箱中的變壓器油進行真空濾油，然后將備用油箱的油返回變壓器。

2018年5月，氫含量未超標，為鞏固第三濾油成果，安排了第四次濾油，徹底根治氫含量逐漸上升問題，除使用第三次濾油方法外，另外將變壓器底部排污接口管道的另一側使用千斤頂頂升一定高度，有利于將變壓器底部含水的油順利排出至備用油箱。

3 變壓器油產(chǎn)氣機理

常用的變壓器油主要是指變壓器類設備用的礦物絕緣油，它的作用是冷卻、絕緣。礦物絕緣油是一種天然碳氫化物的混合物，由石蠟基原油和環(huán)烷基原油提煉而來，主要包括烷烴、環(huán)烷烴、芳香香烴等烴類組分。變壓器運行過程中，由于過熱或故障，變壓器油會產(chǎn)生多種氣體，變壓器中的絕緣材料也會釋放出一些氣體，通過對變壓器油中溶解氣體的定性、定量分析，可分析變壓器存在的潛伏性故障。見表1～5。

表1 1#啟備變在線色譜分析數(shù)據(jù) 單位：μL/L

4 原因分析

（1）本案只有氫氣含量超標，其他氣體含量正常，對照表2所列故障產(chǎn)氣特征分析：本案與局部放電故障產(chǎn)氣特征接近。分析如下。

表2 變壓器故障類型與產(chǎn)氣特征對應表［1］

（a）電弧放電，主要產(chǎn)生的是乙炔和氫氣；其次產(chǎn)生的是甲烷、乙烯和乙烷，本案只有氫氣產(chǎn)生，與電弧放電故障產(chǎn)氣特征不符。

（b）火花放電，主要產(chǎn)生氣體為乙炔、氫氣。本案只有氫氣產(chǎn)生，沒有乙炔產(chǎn)生，與火花放電故障產(chǎn)氣特征不符。

（c）局部放電主要產(chǎn)生的是氫氣，占氫烴總量的90%以上；總烴的含量不高，除氫氣外，其次是甲烷，占總烴的90%以上。本案只有氫氣產(chǎn)生，其他氣體含量較少，與局部放電故障產(chǎn)氣特征接近。

（d）低溫過熱，總烴的主要成分為甲烷和乙烷；本案特征氣體中沒甲烷和乙烷；所以排除低溫過熱故障。

（e）中溫過熱故障中，氫氣、總烴超標。變壓器絕緣油總烴中乙烯、乙烷、甲烷和氫氣均會出現(xiàn)明顯增長。本案只有氫氣超標，乙烯、乙烷、甲烷未出現(xiàn)明顯增長，與中溫過熱故障產(chǎn)氣特征不符。

（f）發(fā)生高溫過熱故障時，變壓器油中溶解的總烴、乙炔、乙烷、甲烷、氫氣等氣體成分濃度不斷增加，本案只有氫氣超標與高溫過熱故障產(chǎn)氣特征也不符。

（2）定量分析本案符合表3局部放電對應關系

表3 特征氣體與變壓器故障對應關系［1］

對照表3 局部放電總烴不高，氫氣＞100 μL/L，但甲烷占總烴的主要成分，本案氫氣580.23 μL/L，總烴29.79 μL/L，甲烷27.90 μL/L。

（3）使用三比值法進一步準確驗證變壓器內部存在局部放電

對照表4，編碼規(guī)則計算出三比值法編碼為010，對照表5，編碼010 對應“局部放電”（乙炔/乙烯=0/0=0；甲烷/氫氣=27.90/580.23=0.048＜0.1；乙烯/乙烷=0/1.88=0）

表4 改良三比值法的編碼規(guī)則［1-3］

表5 改良三比值法的故障類型判斷方法［1-3］

綜合分析，造成氫氣含量超標的原因是變壓器內部存在局部放電；而高濕度、高含氣量能引起油中低能量密度的局部放電［3］。

處理過程也驗證了變壓器油中含水份（主要集中在變壓器底部），是變壓器造成局部放電的原因所在。

5 結束語

綜上分析，變壓器油氫色譜超標主要原因是變壓器油中含的水使得變壓器內部出現(xiàn)局部放電；局部放電又造成氫氣含量超標。變壓器油中氫氣含量超標只是表面現(xiàn)象，實質原因是變壓器油中含水，濾油只濾油中的氫，油中的水分濾不出，治標不治本；處理的關鍵是將變壓器底部變壓器油的含水份濾出，正確有效的濾油方法是將變壓器底部的變壓器油排除至備用油箱，進行有針對性的濾油。

變壓器是火電廠重要電氣設備，做好日常定期油脂是監(jiān)督工作，對于電廠的安全穩(wěn)定運行很重要，另一方面，投產(chǎn)前的變壓器安裝過程以及變壓器大修過程也應認真做好油脂監(jiān)督工作，進而保證設備安全穩(wěn)定運行。