許家鳳 張偉平 廖肇毅 張新忠

摘要：電力變壓器的正常運(yùn)行是電力系統(tǒng)安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保障，必須最大限度的防止或減少變壓器故障和事故的發(fā)生。檢測變壓器油中含氣量能夠監(jiān)測變壓器的絕緣情況和箱體的密封性能，分析其氣體組分和產(chǎn)氣速率可以判斷變壓器的故障現(xiàn)象和故障性質(zhì)。本文主要簡述一起500kV變電站9臺變壓器油中含氣量異常跟蹤分析及含氣量超標(biāo)處理，查明原因并對主變開展檢修處理，在處理后加強(qiáng)跟蹤試驗(yàn)，全面保障電力變壓器安全可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：變壓器油;含氣量;超標(biāo)處理

引言

電力變壓器的正常運(yùn)行是電力系統(tǒng)安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保障。檢測油中含氣量能夠監(jiān)測變壓器的絕緣情況和箱體的密封性能，分析其氣體組分和產(chǎn)氣速率可以判斷變壓器的故障現(xiàn)象和故障性質(zhì)。充油電氣設(shè)備的潛伏性故障所產(chǎn)生的可燃性氣體大部分會溶解于油中。隨著故障的持續(xù)，這些氣體在油中不斷的累積，直至飽和甚至析出氣泡，故油中故障氣體的絕對含量及其累積程度是診斷設(shè)備故障與其發(fā)展情況的一個(gè)有效判斷依據(jù)。油中含氣量是指氧氣、氮?dú)狻⒁谎趸己投趸己康目偤?，主要是氧氣和氮?dú)夂浚òㄉ倭繗鍤猓?，它們都是來源于空氣對油的溶解。油中含氣量與設(shè)備的密封方式、油的脫氣程序等因素有關(guān)。一般開放式變壓器油中空氣是飽和的，總含氣量約為10%左右;隔膜密封的變壓器則根據(jù)其注油、脫氣方式與系統(tǒng)嚴(yán)密性而定，狀況良好時(shí)，油中總含氣量能維持低于3%，目前國內(nèi)多數(shù)隔膜保護(hù)變壓器不是全密封結(jié)構(gòu)，一般總含氣量為3%～8%;少油設(shè)備如互感器、套管等由于在制造過程中經(jīng)過真空處理和真空浸油，其總含氣量一般應(yīng)低于3%，但也存在因密封不嚴(yán)使其總含氣量在3%～6%之間。GB/T7595-2017《運(yùn)行中變壓器油質(zhì)量》中要求500kV變壓器在運(yùn)行中油中含氣量小于等于3%。

1設(shè)備概況

某500kV變電站#3、#4、#5主變壓器（以下簡稱主變），共計(jì)9臺500kV單相變壓器，型號均為ODFS-334000/500，為特變電工衡陽變壓器有限公司2014年1月生產(chǎn)的變壓器，于2014年6月27日投運(yùn)，絕緣油為克拉瑪依25號變壓器油。自正式運(yùn)行起，在2015年4月15日發(fā)現(xiàn)#4主變C相因膠囊破裂導(dǎo)致油中含氣量超標(biāo)，7月更換膠囊進(jìn)行含氣量超標(biāo)處理。之后相繼發(fā)現(xiàn)#3主變?nèi)唷?5主變C相油中含氣量異常，在2015年7月至2018年3月期間陸續(xù)更換9臺主變出廠時(shí)的原廠膠囊。更換膠囊運(yùn)行一段時(shí)間后，先后發(fā)現(xiàn)#4主變A、B相、#5主變A相、#3主變A、C相油中含氣量異常，油中含氣量已超過3%。

2原因分析

#4主變A、B相、#5主變A相油中含氣量于2018年5月11日確認(rèn)含氣量超標(biāo)后，縮短預(yù)試周期對主變油中含氣量進(jìn)行跟蹤。從變壓器絕緣油色譜數(shù)據(jù)分析，三臺主變的油中溶解氣體含量正常，氫氣及總烴含量較小，乙炔含量為零，變壓器內(nèi)部無故障發(fā)生，可排除含氣量異常由變壓器內(nèi)部故障引起。分析#4主變A、B相、#5主變A相這三臺主變在更換原廠膠囊前后的含氣量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在2014年主變交接試驗(yàn)兩年后含氣量增長較慢，分別增長了0.407%、1.265%、1.725%，在2017年更換膠囊經(jīng)運(yùn)行一年半時(shí)間后含氣量增長較快，分別增長了4.052%，3.580%、4.560%。同時(shí)也對#5主變B相在更換膠囊前后的含氣量數(shù)據(jù)分析對比，也符合更換膠囊前含氣量增長緩慢、更換膠囊后增長較快這個(gè)規(guī)律。從168天的三臺主變跟蹤期內(nèi)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到含氣量增長變化先快后慢，后期含氣量增長速率較為緩慢，可能是隨著主變含氣量的逐漸增長，空氣在油中溶解度逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，隔膜密封的變壓器在密封不好時(shí)一般油中含氣量在4%至6%之間。

經(jīng)上述分析，判定含氣量超標(biāo)的原因可能是設(shè)備密封不嚴(yán)進(jìn)入空氣所致.主變本體可能存在漏點(diǎn)，特別是在油枕各部件，如旁通閥、膠囊處存在密封不良，或者主變在真空注油時(shí)，沒有將里面氣體完全排凈，如散熱器、升高座排氣孔等，內(nèi)部殘留氣體導(dǎo)致含氣量逐漸升高。

3檢修處理

3.1#4主變檢修情況

2018年11月對#4主變開展含氣量超標(biāo)處理，發(fā)現(xiàn)#4主變A相的膠囊與油枕固定處有一顆螺絲明顯滲油，拆開膠囊與油枕連接面，發(fā)現(xiàn)膠囊與油枕連接處密封膠圈存在安裝錯(cuò)位及嚴(yán)重變形，分析為外界空氣通過密封膠圈與固定螺絲的縫隙進(jìn)入變壓器油枕與變壓器油接觸導(dǎo)致含氣量超標(biāo)，同時(shí)#4主變B相發(fā)現(xiàn)膠囊與油枕固定處也有一顆螺絲有明顯滲油，檢查情況與原因分析與#4主變A相一致。#4主變C相未發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，2015年更換膠囊后油中含氣量一直未超標(biāo)。

3.2#5主變檢修情況

2019年1月對#5主變A、B、C三相油中含氣量超標(biāo)漏點(diǎn)進(jìn)行排查，

通過油壓、氣壓檢漏，發(fā)現(xiàn)膠囊與油枕連接法蘭面存在漏點(diǎn)，拆除膠囊后檢查發(fā)現(xiàn)膠囊與油枕連接法蘭面密封圈存在緊固過度及變形現(xiàn)象。在加壓試漏過程中，頂蓋22顆定位孔焊接口位置出現(xiàn)了11處滲漏油，采取對各定位孔上下各增加蒙板覆蓋并于頂蓋焊死的方式，對箱蓋上箱沿共22個(gè)定位螺絲孔進(jìn)行清潔、打磨及焊接工作。

3.3#3主變檢修情況

2019年4月對#3主變A、B、C三相的油中含氣量超標(biāo)漏點(diǎn)進(jìn)行排查，通過油壓、氣壓檢漏，發(fā)現(xiàn)膠囊與油枕連接法蘭面存在漏點(diǎn)，但在加壓試漏過程中，頂蓋定位孔焊接口位置未出現(xiàn)滲漏油，同樣采取#5主變處理方式，對各定位孔上下各增加蒙板覆蓋并將頂蓋焊死。

4處理后含氣量跟蹤分析

油中含氣量超標(biāo)處理后的#3、#5三相主變油中含氣量增長趨勢均較為平穩(wěn)，判定為運(yùn)行正常。#4主變在2018年11月含氣量超標(biāo)處理后，2019年5月測得A相含氣量增長至1.401%，增長略快，分析其油中氣體主要為O2及N2，且O2/N2比值約為0.25，與空氣成分比例大致一致，初步判斷原因可能為#4主變A相油中含氣量處理不徹底，進(jìn)入空氣，跟蹤測試#4主變B相油中含氣量趨于穩(wěn)定。

5結(jié)語

變壓器油中含氣量直接反映其絕緣情況及箱體密封性能，油中含氣量

超標(biāo)對變壓器運(yùn)行安全的潛在風(fēng)險(xiǎn)與造成超標(biāo)的原因密切相關(guān)。油中含氣量超過注意值，氧氣含量較高，且油中其他特征氣體正常以及電氣試驗(yàn)正常時(shí)，應(yīng)考慮變壓器的密封情況，檢查呼吸器和密封膠囊等附件的密封性。應(yīng)提高變壓器設(shè)計(jì)工藝，在交接驗(yàn)收環(huán)節(jié)特別注意檢查主變外殼、油枕等安裝工藝，并檢查套管、散熱器、升高座等排氣是否充分。在新安裝及檢修后脫氣和排氣也應(yīng)徹底。在運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)與試驗(yàn)跟蹤，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的缺陷，防止進(jìn)一步發(fā)展為設(shè)備事故，保障變壓器安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王瑞珍，胡然.變壓器油中含氣量超標(biāo)原因及風(fēng)險(xiǎn)分析[J].湖北電力，2015（10）：39-41.

作者簡介：許家鳳（1987-），女，工程師，碩士，主要從事電氣試驗(yàn)研究。