主變壓器油含氣量超標原因分析及處理

楊志+毛偉強+智慧+尤艷忠

摘 要：針對內蒙古京泰發電有限責任公司二號主變壓器在檢測中多次出現含氣量超標的問題，簡述含氣量超標危害，對二號主變壓器進行全面檢查，分析含氣量超標原因，查找故障點，并通過滲漏點焊接、調整平衡蝶閥、真空濾油等檢修技術措施，降低并消除油中氣體含量，恢復變壓器正常運行。

關鍵詞：變壓器；含氣量；超標；處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.023

變壓器是電力系統中輸變電能的重要設備，它擔負著電壓、電流的轉換任務，它的安全性能直接影響系統的經濟運行， 變壓器的安全、可靠是通過其內部的繞組及變壓器油的絕緣油性能來保證的。

1 設備概況

內蒙古京泰發電有限責任公司二號主變為特變電工衡陽變壓器有限責任公司制造，型號為：SFP-370000/500，額定容量為370000kVA，額定電壓為500kV。二號主變于2010年3月投運至今，共進行過3次C級檢修。在2012年11月份之前進行的油中含氣量檢測中，油中含氣量最大值為2.39%，在2012年11月份年度例行油化驗試驗中發現油中含氣量為8%（標準為≤3%），隨后對變壓器油多次取樣，送內蒙古電科院對變壓器油中含氣量進行復測。

2 變壓器油中含氣量超標危害

2.1 降低絕緣強度

氣體在油中的溶解度具有飽和臨界值，在25℃和一個大氣壓下，可溶解10.8%（體積）的空氣。當小氣泡附著在繞組表面逐漸形成大氣泡而突然向上浮動時，經高電場區域，可能引起局部放電，并且含氣的油在發生局部放電時還會產生二次氣泡，進一步危害絕緣，甚至發生閃絡。

2.2 加速絕緣老化

絕緣油在溫度的作用下，如果在接觸空氣中的氧氣，會發生熱（氧）老化。老化的結果除產生水之外，還生成酸和油泥等。油泥沉積在繞組和鐵芯等的表面，會影響冷卻效果、也會降低絕緣強度。

2.3 導致氣體繼電器動作

若油中的含氣量高，一旦溫度和壓力變化，將使氣體逸出，導致氣體繼電器動作報警，甚至引起斷路器跳閘。

3 含氣量超標原因分析檢查判斷

3.1 含氣量超標原因分析

通過對每次含氣量檢查結果數據分析，考慮到季節氣溫變化因素，認為含氣量存在逐步上升趨勢，并且上升率較快，初步分析存在油氣接觸現象。

3.2 外部檢查

二號機組停運后，對變壓器各部件及連接部位、法蘭進行了全面檢查，在#2主變C相吊耳處根部發現一處滲漏點，在第一組冷卻器底部固定拉筋處發現有兩處滲漏點，進一步檢查發現在靠近變壓器爬梯吊攀根部也存在輕微滲油情況，第一組冷卻器底部固定拉筋處滲漏點位于鋼梁支架內側，有較多砂眼存在，滲油情況比較明顯；初步分析認為，#2主變C相吊耳處根部側下方滲漏點滲漏很小，不會導致空氣進入變壓器油中，變壓器鐘罩靠無載分接開關側面支架下方雖然存在比較明顯滲漏油現象，但由于其所在位置并不在變壓器負壓運行區域，不可能導致空氣進行變壓器油中，也不會致使含氣量發生較大變化，因此判斷此滲漏油區域并不是含氣量超標的主要原因。

3.3 變壓器各部件檢查

為考核膠囊、油箱及附件的密封情況，拆下吸濕器，打開變壓器油枕上部的放氣塞，通過呼吸器聯管往油枕內膠囊充入0.03MPa試驗壓力的氮氣。靜置12h后發現試驗壓力氮氣明顯下降，降為0.01MPa，對充氣連接部位檢查，未發現滲漏氣現象，進一步對變壓器油箱本體、散熱器、油枕及各管路的連接和焊接等部位進行了檢查，特別對運行中處于負壓的部位（潛油泵、本體頂部的細小連管）進行了重點的檢查，未發現滲漏現象，密封良好。懷疑油箱平衡閥存在關不嚴或未關嚴現象，導致變壓器油與外界空氣直接接觸，通過對變壓器油枕與油囊連通用的平衡蝶閥進行檢查，發現我公司使用的是φ40蝶閥相對其他變壓器廠使用的球閥密封性較差，平衡蝶閥存在縫隙，關閉不嚴現象，隨即對蝶閥表面進行清理，校正蝶閥關閉狀態，鎖緊平衡閥，重新對油枕膠囊充入0.03MPa氮氣進行壓力試驗，12h后觀察壓力無變化，由此試驗可判斷之前漏氣現象是由于變壓器油枕平衡閥關閉不嚴所致。

4 處理措施及效果

4.1 滲漏點處理

變壓器鐘罩靠無載分接開關側面支架下方滲漏位于支架內側，不易進行點焊處理，針對此情況，先行對其外側進行切割，使得滲漏點暴露出來，經過擦拭、除漆、點焊、補焊等環節對滲漏點予以處理。

4.2 平衡閥檢查處理

對平衡閥關閉不嚴現象，解體#2主變油枕上部平衡蝶閥，對蝶閥表面進行清理，校正蝶閥關閉狀態，對油枕油囊充入0.03MPa氮氣進行壓力試驗12h，觀察壓力無變化，確認油枕油囊完好，平衡閥關閉密封良好。

4.3 濾油脫氣處理

采用真空加熱濾油方法脫氣。過程中，油溫控制在55℃左右，真空脫氣前本體內部通過真空泵抽至133Pa真空度，流量控制在7000L/H，真空濾油72小時，靜置24小時后，對變壓器進行取樣化驗，化驗結果含氣量為0.8%。

濾油完畢，對變壓器進行整體靜置，檢查油箱油位，對照變壓器油位溫升曲線圖，對變壓器進行補油處理，對各部位放氣，同時檢查變壓器本體各部無異常，變壓器正常投運，投運后對變壓器油中溶解氣體分別進行兩次檢測，兩次檢測化驗結果油中含氣量分別為1.3%、1.1%，低于規程規定的500kV等級變壓器油中含氣量不大于3%的標準，取得了明顯效果。

5 結束語

為了確保變壓器的安全可靠運行，檢測變壓器油中氣體組分總含量對超高壓設備監督工作是十分必要的，嚴格按照相關規程要求，加強對絕緣油的色譜分析，積極開展油務監督的定期工作，可以為分析、判斷設備是否正常提供可靠的依據。在日常生產檢修維護過程中，應該時刻關注變壓器油中各種氣體成分及含量的變化，為變壓器是否存在潛在隱患提供可靠依據，同時可以采取真空濾油方法，提高熱油循環時的油溫和真空度，使得氣體膨脹與排出的速度加快，提高處理后變壓器油的品質。

參考文獻：

[1]DL/T722-2000.變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則[S].中國電力科學研究院，1999.

[2]電力設備預防性試驗規程[M].中國電力出版社，1997（10）.

[3]鄒彬，李祖江等.500kV變壓器絕緣油含氣量異常分析[J].華東電力，2004：32-11.endprint