麒麟寺水電站2號主變壓器油質單氫超標原因分析及處理方法

彌新虎

摘 要：電力變壓器運行中油質單氫超標，是電力變壓器運行與試驗中常見的設備缺陷之一。本文介紹了麒麟寺水電站110kV 2號主變壓器運行中油質單氫超標的原因分析與處理過程，闡述了變壓器油質單氫超標的原因分析與處理方法。

關鍵詞：變壓器；單氫超標；原因分析；處理方法

中圖分類號：TM407 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）18-0165-01

1 概述

大唐麒麟寺水電站位于甘肅省文縣碧口鎮，是白龍江流域干流梯級開發中的第三座水電站，裝機容量3×37MW，多年平均發電量4.447億千瓦時。工程于2004年開工，2008年12月首臺機組投產發電，2008年底三臺機組全部投產發電。

麒麟寺電站2號主變壓器系新疆特變電工有限公司2008年生產，型號為SF10-50000/110，油重11470 kg，冷卻方式為油浸風冷式，接線組別為YN1，d11，額定容量50000kVA，額定電壓121/10.5kV，額定電流238.57/2749.25A，額定頻率50HZ，阻抗電壓10.5%，空載電流0.4%，空載損耗30kW，負載損耗180kW。

2 2號主變油質色譜分析跟蹤監測情況

（1）2號主變自2008年12月投運至今已經運行3年零6個月，在這期間先后進行了13次絕緣油色譜分析，具體數據記錄如表1。（2）2009年6月12日發現2號主變壓器4號冷卻器散熱片漏油，遂即對漏油點進行了帶油補焊，補焊后由碧口電廠檢修公司取油樣進行色譜分析發現單氫為206.90ul/l，超過注意值（150ul/l），總烴9.70ul/l 。（3）2009年11月10日取樣化驗發現單氫為1985.30ul/l，總烴38.90ul/l。為了排除色譜分析儀和操作人員的誤差，故于2009年12月23日取樣后送往成都中試所進行分析，分析結果為單氫為318.6ul/l，超過注意值（150ul/l），總烴為16.2ul/l合格。成都中試所建議加強跟蹤監視，不影響正常運行。（4）2010年11月18日2號主變C級檢修之際，對于油質進行色譜分析化驗結果為單氫7279.52ul/l，總烴為602.05ul/l，超標較為嚴重，經分析懷疑可能與2009年6月12日4號冷卻器散熱片漏油帶油補焊有關系，隨后對2號主變絕緣油進行了24小時真空加熱脫氣。脫氣后油質指標趨于好轉，基本合格，其中單氫為152.93ul/l，總烴為92.6ul/l，由于當時主變計劃停運時間已到，故而不能繼續脫氣。

3 變壓器油單氫超標原因分析

變壓器油是石油的一種分鎦產物，其主要成分是烷烴、環烷族飽和烴、芳香族不飽和烴等化合物。有機絕緣材料的主要成分是纖維素。從化學分子結構可以看出，當油或固體絕緣在電、熱等故障作用下產生 H時，必然伴有烴類氣體，所以當單氫成分增高時，一般非設備內部故障導致，可能有以下幾個方面原因。

（1）變壓器內部進水受潮：如果色譜分析發現 H含量超標，而其他成分并沒有增加時，可大致判斷為變壓器油中含有水分。導致水分分解出H有兩種可能：一是水分和鐵產生化學反應，二是在高電場作用下水本身分子分解。為進一步判別，可做微水分析和擊穿電壓試驗。如果油擊穿電壓降低，油中含氫量的高低與微水含量呈正比關系，且含氫量的變化滯后于微水含量的變化，可進一步確認為進水導致含氫量增高。在變壓器運行中，由于溫度的變化，密封件受損，壓力釋放閥、套管頂部、儲油柜和冷卻器等部位不嚴都可能使水分侵入變壓器。當設備停運時，要進行嚴密試驗，查找滲漏部位并設法消除。對變壓器油進行濾油處理，但設備受潮時固體絕緣材料含水量比油中含水量要大很多倍，它們之間的水分存在相對平衡。真空濾油對于變壓器整體的水分影響很小，因此，現場采用的真空濾油法不能持久地降低設備中的含水量。為了確保變壓器安全運行，應結合絕緣測試結果對變壓器內部固體絕緣進行干燥處理。（2）變壓器油箱和冷卻器帶油補焊、濾油機加熱器損壞過熱、補充油特征氣體含量高等，這些都是可能造成油色譜異常的外部因素。（3）變壓器內部使用活性金屬材料及某些油漆：變壓器中的不銹鋼，存在觸媒作用，能促進變壓器油發生脫氫反應，使油中出現單氫值增高。不銹鋼材料能吸附H，如不注意除氫工藝的處理，則會將其所儲藏的H帶到油中。油箱和儲油柜內壁涂刷的清漆干燥程度將影響油中的含氫量。

數據顯示，未見水分，油常規化驗項目全部合格，排除變壓器內部進水受潮的原因，1、3號主變油與2號主變壓器類似，同樣存在單氫超標，其中3號主變最大值為1862.04ul/l。因此，綜合變壓器制造、安裝、運行、試驗等方面分析，變壓器絕緣油單氫超標的主要原因是：變壓器內部使用活性金屬材料及某些油漆，促進變壓器油發生脫氫反應，使運行中的油質出現氫值增高。

4 處理方法

2001年11月18日色譜分析發現2號主變油質單氫為7279.52ul/l，總烴為602.05ul/l嚴重超標，為了防止由于單氫含量過高對變壓器產生危害，隨后對2號主變進行了24小時真空加熱脫氣。脫氣后單氫為152.93ul/l，總烴為92.6ul/l，指標基本恢復正常。

在隨后的定期取樣分析中，雖然油中單氫略為超過注意值（150ul/l），但沒有明顯的越變，同時我廠運行人員加強了對于變壓器的監視檢查，化學監督人員縮短了絕緣油色譜分析周期，加強了跟蹤檢測。事實表明，目前我廠主變壓器絕緣油單氫趨于穩定，變壓器運行正常。

5 結語

電力變壓器運行中單氫超標原因較多，應綜合變壓器制造、安裝、運行、試驗等方面進行技術分析，并與同一制造廠家的同類產品進行比較分析。當活性金屬材料及某些油漆促進變壓器油發生脫氫反應停止之后，油中單氫值增高隨之停止，油中單氫趨于穩定，然后對變壓器進行真空加熱脫氣，使油中單氫符合規程要求。我廠將持續進行跟蹤分析，確保變壓器安全運行。

參考文獻

[1]DL/T596-1996，電力設備預防性試驗規程[S].

[2]GB2536-90，變壓器油[S].

[3]GB/T7595-2000運行中變壓器油質量標準[S].endprint