張新忠

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局試驗研究所，廣東 東莞 523000）

對不同電壓等級的變壓器，其油中總氣量有不同的要求，一般500 kV及以上變壓器油含氣量指標要求投運前不大于1%，運行中不大于3%。若運行中出現(xiàn)油中含氣量異常，說明該主變出現(xiàn)密封性不良缺陷，應(yīng)進行檢查處理消缺。現(xiàn)通過一起500 kV變壓器油中含氣量超注意值實際案例，進行原因分析和處理。

1 500 kV變壓器油的預(yù)試情況

2018 年5 月11 日，對500 kV 某變電站#3、#4、#5 主變進行正常預(yù)試周期的油中含氣量取樣試驗，發(fā)現(xiàn)#4A、#4B、#5A主變本體含氣量超出運行500 kV變壓器油中含氣量注意值≤3%的注意值。出現(xiàn)異常后，對主變的試驗數(shù)據(jù)進行分析：某站#4A、#4B、#5A、#5B 更換膠囊前后含氣量數(shù)據(jù)分析，見表1所示。

表1 更換膠囊前后含氣量數(shù)據(jù)分析 %

某站#4A、#4B、#5A 含氣量跟蹤數(shù)據(jù)。#4A、#4B、#5A 含氣量2018 年5 月11 日確認超標后，試研所縮短油試驗周期為每周測試一次主變絕緣油含氣量及油色譜，對主變運行情況進行跟蹤，并將油色譜在線監(jiān)測裝置暫時退出運行。

數(shù)據(jù)分析：#4A、#4B、#5A主變2014年交接試驗兩年后含氣量增長較慢，分別增長了0.407、1.265、1.725 個百分點。在2017 年更換膠囊1.5 年后含氣量增長較快，分別增長了4.052，3.580、4.560個百分點。#5B 雖然含氣量未超標，但也符合這個規(guī)律。如果是在線監(jiān)測裝置的原因?qū)е潞瑲饬砍瑯?，自從主變投運以來，在線監(jiān)測裝置的運行狀態(tài)未發(fā)生變化，這兩個階段，含氣量的變化差異不應(yīng)如此之大。這也從側(cè)面證明，含氣量超標與在線監(jiān)置關(guān)系不大（或者不是主要原因）。

在2018年10月16日測試中發(fā)現(xiàn)#3A、#3C含氣量也超出注意值，除#4C主變含氣量相對穩(wěn)定外（該臺主變在2015 年7 月21 日更換膠囊至今含氣量為1.342%），另外#3B 及#5B 主變含氣量也增長較快，接近3%注意值。

2018年5月19日將#4A、#4B、#5A相在線裝置停用，關(guān)閉進出油閥，2018 年8 月28 日將#4A、#4B、#5A 相在線裝置重新投入。期間各臺變壓器含氣量總體呈緩慢上升趨勢，在油色譜在線進出油閥關(guān)閉3 個多月期間，含氣量仍然在增長，可證實主變含氣量增長與油在線監(jiān)測裝置沒有必然關(guān)聯(lián)。

含氣量增長變化先快后慢，從2018 年6 月至2022 年4 月，含氣量增長速率較為緩慢，這是因為隨著主變含氣量的增加，空氣在油中溶解度將會逐漸飽和，隔膜密封的變壓器，在密封不好時，一般含氣量為油的4%～6%。

2018 年10 月16 日變壓器油色譜試驗。從變壓器絕緣油色譜數(shù)據(jù)分析，油中溶解氣體含量正常，氫氣及總烴含量較小，乙炔含量為0。3臺主變油色譜試驗數(shù)據(jù)正常，含氣量超標的主要成分為氮氣及氧氣，為空氣主要成分。說明變壓器內(nèi)部無故障，可排除含氣量異常由變壓器內(nèi)部故障引起。

2 主變絕緣油在線裝置檢查

#3主變、#4主變、#5主變油色譜在線監(jiān)測裝置共9 臺為某儀器股份有限公司于2014 年安裝，此9臺均為死油循環(huán)機型。死油循環(huán)機型從理論上可排除裝置載氣串入油路的可能性，理由如下：

死油循環(huán)機制發(fā)生在油氣分離之前，主機此時未通載氣，不存在載氣串入油路中的可能。

主機開始做樣之后主機回油電磁閥關(guān)閉不進行回油操作。所取油樣直接排到廢油桶中，載氣通過放空口在主機內(nèi)直接放空。

如果出現(xiàn)載氣電磁閥失靈的情況，載氣在1 周內(nèi)就消耗完畢。不會出現(xiàn)載氣壓力成階梯狀下降，并且載氣電磁閥打開之后會直接到放空口放空。

如果電路板問題造成流程紊亂，主機會響應(yīng)報警機制，主機跳出流程，進入值守模式。不會造成載氣或者油路反串。

如果二級穩(wěn)壓閥失控會造成流量過大，造成油路反串污染色譜柱。這種情況下主機會出峰異常，數(shù)據(jù)中斷或者全靈，且會在進樣口有明顯油漬。2018年5月19日檢查結(jié)果為進樣口無油漬且主機數(shù)據(jù)正常。

油路循環(huán)和氣路循環(huán)是兩個獨立的，即使載氣電磁閥失靈也不會串到油路中進入變壓器本體，載氣會經(jīng)過氣路模塊放空。

為了查明是否為所安裝的絕緣油色譜載氣串入導(dǎo)致。試研所和技術(shù)人員于2018年5月19日和10月16日進站對在線油色譜裝置進行了檢查。

載氣壓力檢查情況。3 臺主變在線監(jiān)測裝置載氣均在正常消耗范圍內(nèi)，氣路沒有出現(xiàn)漏氣情況。通過系統(tǒng)后臺查詢壓力下降均成階梯狀，沒有出現(xiàn)壓力跳變的情況，目前3臺設(shè)備在線色譜數(shù)據(jù)正常，運行穩(wěn)定。

油路檢查情況。對油路檢查發(fā)現(xiàn)3 臺絕緣油在線監(jiān)測裝置取油閥、回油閥以及取回油管連接處以及儀器內(nèi)部油路連接處，沒有發(fā)現(xiàn)滲油、漏油痕跡。管路密封良好。

回油油路氣密性檢查。拆除每臺絕緣油在線監(jiān)測裝置連接到主變的回油閥，檢查油管回油時氣密性：回油閥打開之后沒有明顯的氣體溢出，出油正常；拆開回油閥強制進行死油循環(huán)，油路中沒有發(fā)現(xiàn)氣泡；回油管內(nèi)部油樣較正常油樣偏黃（如圖1所示），其原因為進油管油路長度不足5 m，主機在做樣前通過正常進油量就可以將進油管中死油體積排出，無須啟動循環(huán)機制（一般油路超過30 m或者整個油路彎道過多導(dǎo)致油速過低，則會啟動死油循環(huán)機制），該站在線監(jiān)測主機從安裝之后未有死油循環(huán)操作，回油管內(nèi)油樣長期未流動導(dǎo)致顏色偏黃，這從側(cè)面證明不存在氣體從回油管中串入變壓器本體的可能性。

圖1 樣品油樣（偏黃色下面3支為回油管油樣）

油樣數(shù)據(jù)對比分析。2018年5月19日分別在#4A、#4B、#5A主變本體中、下部取樣口、在線監(jiān)測回油閥及在線監(jiān)測回油管循環(huán)出的油樣分別取油樣對比分析。由結(jié)果數(shù)據(jù)可知，#4A 變壓器本體中、下部取樣閥的油樣、在線監(jiān)測回油閥本體油及在線監(jiān)測回油管循環(huán)出的油樣含氣量測試結(jié)果相差不大，#4B 及#5A 在線監(jiān)測回油管含氣量比相應(yīng)變壓器本體中、下部取樣閥及在線監(jiān)測回油閥本體的油樣稍大，分析為回油管油流速較慢（呈快滴狀），沒有形成穩(wěn)定的油流，導(dǎo)致取樣時間偏長，油樣與空氣接觸時間較長導(dǎo)致。

驗證性檢查。為了查明是否為所安裝的絕緣油色譜載氣串入導(dǎo)致。2018 年10 月16 日試研所和在線監(jiān)測裝置廠家技術(shù)人員進站對在線油色譜裝置進行了檢查。

抽取#4A 油在線監(jiān)測裝置，要求廠家拆開裝置廢油箱連接管路，并啟動裝置正常工作，觀察油路電磁閥工作情況，發(fā)現(xiàn)裝置工作后廢油排到廢油箱，不會回到主變，證明裝置工作正常。另還將取樣電磁閥逆向?qū)ǎ怏w反串）進行排查，采用捏球反向施壓，結(jié)果壓力無變化，證明不存在氣體反串可能，排除在線監(jiān)測裝置將載氣帶回主變導(dǎo)致含氣量升高的可能。綜上所述，基本排除引起3 臺主變含氣量超標與在線油色譜裝置有關(guān)。

3 變壓器油含氣量超標的處理方案

為解決設(shè)備密封不嚴引起的變壓器油含氣量超標問題，在本次事故處理過程中先將#4A、#4B 及#5A主變回油閥關(guān)閉，油在線監(jiān)測裝置循環(huán)方式改為直排，再進行二次監(jiān)測，觀察是否仍存在含氣量超標問題。

若試驗結(jié)果正常，則本次問題是由抽真空不到位造成，在變壓器停運檢修期間重新按要求抽真空即可。

若含氣量仍超標，則可能是由于漏點導(dǎo)致，特別是在油枕各部件（如旁通閥、膠囊）存在密封不良。處理過程中應(yīng)檢查主變漏點，采用帶油補焊法、二組分堵漏膠，使主變漏點焊接封堵嚴實。若為主變密封墊或其他組件不合格造成漏點，則應(yīng)更換新的裝置。處理完成后應(yīng)對其進行抽真空試驗和油色譜在線監(jiān)測，確定無問題后方可重新投入使用。

4 結(jié)束語

正常運行的變壓器油中溶解氣體主要是氧氣和氮氣，它們都來自空氣在油中的溶解。油中總含氣量和氧氮的比例與變壓器的密封方式、油的脫氣程度、注油時的真空度等因素有關(guān)。在變壓器油含氣量超標時，應(yīng)利用色譜試驗檢查超標情況，并配合驗證性試驗，逐一排查，直至確定根本原因并處理，以提升變壓器運行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。