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　　1　前言

　　運行中的變壓器油色譜分析儀，以檢測變壓器油中氣體的組成和含量，是早期發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障征兆和掌握故障發(fā)展情況的一種科學(xué)方法。特征氣體的出現(xiàn)與變壓器運行中的實際狀況及在處理中的工藝有關(guān)，處理工藝粗糙可能造成變壓器油的二次污染。

　　本文根據(jù)實際運行變壓器中出現(xiàn)氫氣含量超標(biāo)的具體情況，分析了產(chǎn)生氣體的原因并提出了變壓器熱油循環(huán)的處理工藝，防止變壓器油二次污染的要點。

　　2　變壓器油中氫氣含量超標(biāo)、二次污染實例

　　我公司#1高壓廠用公用變壓器(以下簡稱#1高公變)于2005年10月1日并網(wǎng)運行，在運行中，根據(jù)預(yù)防性試驗規(guī)程對各變壓器進(jìn)行了油色譜跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)#1高公變的氫氣值出現(xiàn)過含量超過注意值： H2≤150μL/ L ，具體測量數(shù)值見表一：

　　表一 #1高公變氫氣測量值表(μL/ L)

　　對#1高公變進(jìn)行熱油循環(huán)后的色譜分析中，雖然氫氣含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)但在油中又檢測到痕量乙炔，見表二

　　表二　#1高公變氫氣、乙炔測量值(μL/ L)

　　再次熱油循環(huán)后氫氣、乙炔均在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

　　3　#1高公變油中氫氣超標(biāo)及二次污染原因分析

　　當(dāng)變壓器油中氫氣含量超過注意時，人們根據(jù)多年的運行經(jīng)驗及文獻(xiàn)[1]中指出：

　　(1)當(dāng)變壓器出現(xiàn)局部過熱時，隨著溫度的升高，氫氣(H2)和總烴氣體明顯增加，但乙炔(C2H2)含量極少。

　　(2)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)放電故障也會出現(xiàn)氫氣(H2)。局部放電(能量密度一般很低)，產(chǎn)生的特征氣體主要是氫氣氫氣(H2)，其次是甲烷(CH4),并有少量乙炔(C2H2)，但總烴值并不高;火花放電(是一種間歇性放電，其能量密度一般比局部放電高些，屬低能量放電)時，乙炔(C2H2)明顯增加，氣體主要成分時氫氣(H2)、乙炔(C2H2);電弧放電(高能放電)時，氫氣(H2)大量產(chǎn)生，乙炔(C2H2)亦顯著增多，其次是大量的乙烯、甲烷和乙烷。

　　對于文獻(xiàn)[1]中的闡述具有很強(qiáng)的理論性，變壓器油是由烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等組成[3]的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的液態(tài)烴類混合物。當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生放電現(xiàn)象，油中的烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等烴類混合物發(fā)生分解，不同能量的放電產(chǎn)生的特征氣體并伴有其他氣體產(chǎn)生，根據(jù)產(chǎn)生的特征氣體可以判斷變壓器內(nèi)部發(fā)生的具體故障。

　　三比值法[1]是利用氣象色譜分析結(jié)果中五種特征氣體的三個比值(C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6)來判斷變壓器內(nèi)部故障性質(zhì)。根據(jù)三比值法的編碼規(guī)則，三比值法計算結(jié)果見表三

　　表三　三比值法計算結(jié)果

　　從表中特征值0、1、0判定氫氣超標(biāo)的原因為高濕度引起孔穴中的放電，而引起高濕度的原因在變壓器生產(chǎn)過程中絕緣材料干燥徹底的情況下只有變壓器運行中水分的進(jìn)入。

　　所以根據(jù)我廠#1高公變在安裝、運行過程中的具體情況對變壓器油中氫氣含量超標(biāo)、乙炔二次污染分析如下：

　　(1)#1高公變在電建安裝過程中曾出現(xiàn)過氣體繼電器伸縮節(jié)法欄處滲油情況，于2005年10月10日更換新伸縮節(jié)后，滲油情況解決。在氣體繼電器伸縮節(jié)滲油期間水分、空氣從滲油處進(jìn)入變壓器內(nèi)，導(dǎo)致高公變在運行過程中油中氫氣含量超出注意值。2006年2月5日對高公變進(jìn)行熱油循環(huán)48小時后，再檢測氫氣含量為9.99μL/ L，氫氣含量超標(biāo)問題解決。

　　(2)而乙炔的產(chǎn)生是由于使用的濾油機(jī)在濾油之前未對濾油機(jī)內(nèi)部用合格變壓器油進(jìn)行沖洗，而且之前濾油機(jī)濾過其他油質(zhì)。帶內(nèi)部殘油進(jìn)行濾油后的色譜分析里又出現(xiàn)3.23μL/ L的乙炔。重新濾油后再次做色譜分析，油內(nèi)氫氣、乙炔含量合格：氫氣4.57μL/ L，乙炔0.00μL/ L。

　　4 熱油循環(huán)措施及防止二次污染的簡單辦法

　　當(dāng)變壓器油色譜分析中發(fā)現(xiàn)油中含有大量特征氣體，查明特征氣體產(chǎn)生的原因時，采取有效的辦法將受污染的變壓器油過濾、循環(huán)使之成為合格的變壓器油是刻不容緩的事情。對于小容量的變壓器采取熱油循環(huán)的方法進(jìn)行濾油是簡單而有效的一種方法，下面簡單介紹熱油循環(huán)方法及過程中的注意事項。

　　4.1　熱油循環(huán)方法

　　變壓器進(jìn)行熱油循環(huán)，循環(huán)時間不得小于24小時。關(guān)閉冷卻器與本體之間的閥門，打開油箱與儲油柜之間的蝶閥。將油從油箱下部抽出，經(jīng)真空濾油機(jī)加熱到約60°C左右(根據(jù)真空濾油機(jī)的允許工作溫度而定)，再從油箱的上部回到油箱。每4小時打開一組冷卻器運行10分鐘，這樣周而復(fù)始地進(jìn)行，在循環(huán)48小時以后，測定油中含水、含氣量應(yīng)滿足要求：含水量≤10ppm，總烴≤150μL/L,C2H2≤5μL/L，H2≤150μL/L[2]。熱油循環(huán)結(jié)束后，變壓器處于靜放階段，變壓器靜置24小時以上進(jìn)行電氣強(qiáng)度試驗，電氣強(qiáng)度≥60kV/2.5mm。

　　補(bǔ)油時，松開氣體繼電器處封板，關(guān)閉注油閥，拆下進(jìn)油管。再在儲油柜進(jìn)油管上接上油管，關(guān)閉儲油柜集氣室的排氣、排油閥門，打開儲油柜頂上的放氣塞，用真空濾油機(jī)打油，向升高座和儲油柜等處補(bǔ)油。在向儲油柜補(bǔ)油時,要不斷用非金屬圓頭棒從放氣塞孔插入輕輕的撥動。以防止氣塞膠囊被阻擋。避免出現(xiàn)假油位現(xiàn)象。當(dāng)儲油柜內(nèi)的油從放氣孔溢出時，應(yīng)立即停止注油，關(guān)閉注油管路閥門，靜置10分鐘，旋上放氣塞。打開集氣室的排氣閥門和升高座等處的所有放氣塞,，排出集氣室和升高座等內(nèi)的氣體，隨后關(guān)閉排氣管路閥門。打開排油管路閥門，將儲油柜內(nèi)的變壓器油放到干凈的容器內(nèi)。使油表指示的油面與當(dāng)時實測油溫下所要求的油位面相符。

　　4.2　注意事項

　　4.2.1　在濾油時，要用專用的變壓器油真空濾油機(jī)，防止和其他油質(zhì)混合，切斷變壓器油二次污染的源頭;

　　4.2.2　在濾油前，確定濾油機(jī)內(nèi)是否有上次濾油時遺留的殘油，如果有殘油，必須用合格的變壓器油對其進(jìn)行沖洗，將殘油徹底排出濾油機(jī)外，這是防止變壓器油二次污染的關(guān)鍵;

　　4.2.3　在濾油過程中，檢查濾油機(jī)的管路、閥門及濾油機(jī)與變壓器進(jìn)、出油閥門接口是否漏油，防止空氣、水分進(jìn)入變壓器油中，進(jìn)行濾油中的過程控制;

　　4.2.4　在濾油過程中注入的油溫宜高于器身溫度，注油速度不宜大于100L/min。注意監(jiān)視濾油機(jī)出口溫度，出口溫度不應(yīng)低于50℃，經(jīng)過循環(huán)后的油應(yīng)達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)：含水量≤10ppm，總烴≤150μL/L,C2H2≤5μL/L，H2≤150μL/L，電氣強(qiáng)度≥60kV/2.5mm，介損≤0.5%(90℃)，進(jìn)行熱油循環(huán)中的關(guān)鍵點控制。

　　通過上述的源頭控制、過程控制及關(guān)鍵點控制既保證了熱油循環(huán)后得到合格的變壓器油又可以防止變壓器油在熱油循環(huán)中受到二次污染，是值得向大家推薦的變壓器油控制方法。

　　5　結(jié)論

　　變壓器油的氣相色譜分析為大家提供了早期發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障征兆和掌握故障發(fā)展情況的一種科學(xué)方法，當(dāng)色譜分析中發(fā)現(xiàn)特征氣體含量超過注意值時，在應(yīng)用判斷故障性質(zhì)的三比值法[1] 的同時還要根據(jù)變壓器運行中出現(xiàn)過的可能原因進(jìn)行分析，防止結(jié)論嚴(yán)重化。

　　本文根據(jù)色譜分析的科學(xué)方法結(jié)合實際變壓器運行情況找出了#1高公變氫氣含量超標(biāo)的原因，提出了熱油循環(huán)的解決方法，并提出了熱油循環(huán)中防止變壓器油二次污染的源頭控制、過程控制及關(guān)鍵點控制。