6號(hào)主變單氫異常分析監(jiān)督及預(yù)處置措施

曾偉

[摘? ? 要]通過(guò)對(duì)6號(hào)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(xì)的處理辦法及注意的問題。

[關(guān)鍵詞]概況;氫氣含量變化;原因分析;措施

[中圖分類號(hào)]TM407 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]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(shè)備情況概述

（1）從2016年8月起通過(guò)絕緣油定期色譜分析發(fā)現(xiàn)6號(hào)主變油中氫氣含量呈緩慢上升趨勢(shì)，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(hào)機(jī)組B修，對(duì)6號(hào)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(shù)人員到廠對(duì)鐵芯接地故障進(jìn)行處理，鐵芯絕緣恢復(fù)，處理后其他常規(guī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正常。并對(duì)變壓器絕緣油進(jìn)行脫氣處理，油中氫氣含量恢復(fù)正常。為觀察處理效果，特制定了6號(hào)主變的安全監(jiān)督運(yùn)行技術(shù)措施。

（2）2017年6月投入運(yùn)行至2018年8月油中氫氣含量正常。9月開始定期檢測(cè)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(wú)異常。

（3）在2018年6號(hào)機(jī)A修期間，主變年度預(yù)防性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行變壓器油微水含量分析實(shí)驗(yàn)、變壓器繞組絕緣電阻、吸收比實(shí)驗(yàn)、繞組tgδ測(cè)試、泄漏電流測(cè)試等，上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均正常。自9月氫氣開始緩慢增長(zhǎng)，利用機(jī)組停備機(jī)會(huì)對(duì)變壓器鐵芯絕緣進(jìn)行復(fù)測(cè)，鐵芯絕緣正常。針對(duì)上述情況通過(guò)與上級(jí)技術(shù)監(jiān)督科研院所、變壓器廠家相關(guān)專家交流溝通，并在公司內(nèi)部組織相關(guān)專業(yè)召開專題會(huì)進(jìn)行討論、分析，結(jié)合專家意見，6號(hào)主變可以投入運(yùn)行，繼續(xù)觀察運(yùn)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(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)見表1。

截至目前為止，油色譜分析檢測(cè)，油中氫氣含量正常，其他特征氣體無(wú)異常。

（2）通過(guò)定期油色譜分析檢測(cè)，油中氫氣跳變至122 μL/L，至最近一次色譜檢測(cè)氫氣含量一直在120～130 μL/L，無(wú)明顯變化，其他特征氣體無(wú)明顯變化。期間多次送樣其他具備檢測(cè)資質(zhì)的單位進(jìn)行送樣比對(duì)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正確。后期取樣檢測(cè)周期改為每周一次數(shù)據(jù)見表2。

3 初步原因分析及結(jié)論

3.1 分析

（1）6號(hào)主變投入運(yùn)行至今已11a，特征氣體含量（除乙炔C2H2外）有一定的變化屬正?，F(xiàn)象，因?yàn)樵陔妶?chǎng)、熱作用下，油中水分解、絕緣材料熱分解和絕緣自然老化會(huì)引起氣體含量一些變化，當(dāng)然這些變化量應(yīng)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(guò)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(shí)，均須引起注意。

（2）在《電力設(shè)備預(yù)防性實(shí)驗(yàn)規(guī)程》DL/T596—1996和《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》DL/T722—2014中對(duì)CO、CO2氣體含量沒有具體意見，只說(shuō)明對(duì)運(yùn)行設(shè)備，隨著油和固體絕緣材料老化，CO、CO2會(huì)呈有規(guī)律增長(zhǎng)，當(dāng)這一增長(zhǎng)趨勢(shì)發(fā)生突變時(shí)，應(yīng)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(duì)6號(hào)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(wú)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(shí)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(wú)整體過(guò)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(yīng)無(wú)局部長(zhǎng)期放電現(xiàn)象。

（6）設(shè)備中不銹鋼與油的催化反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，但變壓器已運(yùn)行11a，之前運(yùn)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(yùn)行，造成絕緣油裂解產(chǎn)生氫氣，通過(guò)潛油泵檢查及絕緣實(shí)驗(yàn)，潛油泵各項(xiàng)檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正常，運(yùn)行聲音、溫度均正常，排除此類原因。

（8）通過(guò)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(shí)驗(yàn)、繞組tgδ測(cè)試、泄漏電流測(cè)試等，上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均正常。

3.2 結(jié)論

（1）初步判斷6號(hào)主變油中特征氣體H2含量緩慢上升的主要原因應(yīng)是變壓器內(nèi)部受潮引起。查閱有關(guān)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?yàn)榻^緣材料中的纖維素對(duì)水具有強(qiáng)大的親和力。固體絕緣中的水分只有在溫度大于80 ℃時(shí)，才會(huì)從絕緣層表面逸出溶入油中，當(dāng)溫度下降后，又會(huì)吸附上絕緣層，因變壓器油一直運(yùn)行在70 ℃以下，故油中水含量幾乎無(wú)變化，變壓器油微水測(cè)試含量分析實(shí)驗(yàn)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(gòu)造和故障點(diǎn)部位空間狹?。?，造成鐵芯銅辮包裹絕緣運(yùn)行中受油流影響，銅辮有裸露現(xiàn)象，運(yùn)行中自身懸浮電位對(duì)變壓器外罩發(fā)生輕微的間歇性放電，或裸露部分短時(shí)性接地，形成鐵芯多點(diǎn)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(guò)以上分析變壓器監(jiān)督繼續(xù)運(yùn)行，為保證變壓器安全運(yùn)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(jìn)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(qiáng)6號(hào)主變監(jiān)督運(yùn)行，編制變壓器監(jiān)督運(yùn)行技術(shù)防范措施。如定期絕緣油色譜分析，油中氫氣含量不再增長(zhǎng)或緩慢增長(zhǎng)雖然超過(guò)注意值（150 μL/L），但穩(wěn)定在200～250 μL/L，油中其他特征氣體無(wú)明顯變化，后期利用機(jī)組檢修或停備機(jī)會(huì)，對(duì)變壓器進(jìn)行脫氣除潮處理，并加裝油色譜在線檢測(cè)裝置。

（2）變壓器本體及絕緣油現(xiàn)場(chǎng)脫氣除潮處理，應(yīng)聯(lián)系廠家技術(shù)人員來(lái)廠現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，并做好現(xiàn)場(chǎng)處理前相關(guān)設(shè)備、材料、工器具的準(zhǔn)備和處理過(guò)程中的配合工作，以及檢修作業(yè)指導(dǎo)書和三措兩案的編制。結(jié)合變壓器脫氣處理，同時(shí)進(jìn)行油色譜在線檢測(cè)裝置安裝工作。

（3）如果主變監(jiān)督運(yùn)行中，定期油樣檢測(cè)氫含量發(fā)生較大變化時(shí)，應(yīng)同時(shí)送樣其他具備資質(zhì)的科研院所進(jìn)行復(fù)測(cè)確認(rèn)。

（4）運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)主變運(yùn)行中的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視統(tǒng)計(jì)，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)通報(bào)和逐級(jí)上報(bào)。

4.2 處置措施二

6號(hào)主變監(jiān)督運(yùn)行中，絕緣油單氫含量繼續(xù)緩慢增長(zhǎng)，無(wú)穩(wěn)定跡象或伴隨其他特征氣體較前期變化明顯，及時(shí)與上級(jí)技術(shù)監(jiān)督科研院所、變壓器廠家相關(guān)專家交流溝通，確定是否需要主變退出運(yùn)行檢查處理。

（1）如建議主變繼續(xù)觀察運(yùn)行，并給出具體建議，暫時(shí)按專家建議執(zhí)行。取樣周期縮短為1d或3d一次，并及時(shí)將檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行通報(bào)。及時(shí)邀請(qǐng)相關(guān)專家到廠，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析、診斷，制定更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)措施。

（2）如建議主變退出運(yùn)行檢查處理（變壓器退運(yùn)應(yīng)及時(shí)聯(lián)系上級(jí)技術(shù)監(jiān)督科研院所、變壓器廠家技術(shù)人員到廠，會(huì)同我方相關(guān)專業(yè)人員和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)共同商討決策）。主變退運(yùn)后對(duì)變壓器進(jìn)行特種高壓實(shí)驗(yàn)或其他實(shí)驗(yàn)，以確定造成變壓器油中特種氣體異常的故障類型，待實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析后，確定下一步處理方案。

4.3 處置措施三

（1）6號(hào)主變監(jiān)督運(yùn)行中，如定期絕緣油色譜分析單氫含量在原監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上呈倍數(shù)增長(zhǎng)，氫氣產(chǎn)氣速率過(guò)快成幾何倍數(shù)增長(zhǎng)時(shí)，無(wú)穩(wěn)定跡象，特別是油中出現(xiàn)乙炔氣體并呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，同時(shí)其他特征氣體也伴隨增長(zhǎng)較快，建議應(yīng)立即向調(diào)度申請(qǐng)，變壓器退出運(yùn)行。

（2）變壓器退出運(yùn)行后，及時(shí)向上級(jí)技術(shù)監(jiān)督科研院所、變壓器廠家通報(bào)情況并邀請(qǐng)上述單位及時(shí)到廠，討論、分析制定檢查和處理方案，確定下一步工作計(jì)劃。

5 結(jié)束語(yǔ)

電力系統(tǒng)內(nèi)由于變壓器單氫增長(zhǎng)發(fā)生的設(shè)備事故，原因不盡相同，反應(yīng)的現(xiàn)象和產(chǎn)生的結(jié)果也不盡相同。為防止變壓器異常進(jìn)一步劣化，要實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免造成更嚴(yán)重的后果。

參考文獻(xiàn)

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