一起500kV变压器绝缘油含氢量超标的原因分析
- 格式：pdf
- 大小：365.11 KB
- 文档页数：5
摘要： 针对某电厂 3 台 500 kV 单相变压器投运前绝缘油中均出现含氢量超标现象， 依据绝缘油中产生特
征气体的机理和试验数据，展开判断、分析，结果表明其为变压器部件表面吸附的氢释放引起氢含量超标。
关键词： 变压器； 绝缘油； 含氢量
中图分类号： TM41
文献标志码： A 文章编号：1001 - 1609（2011）05 - 0083 - 04
Abstract: Aimed at three 500 kV single-phase transformer’s insulating oil all appear the excess hydrogen content before operation, based on characteristics of insulating oil gas produced in the mechanism and test data, the estimate and analysis are carried out. It is shown that the excess hydrogen content caused by the release of hydrogen adsorbed on the transformer components surface. Key words: transformer； insulating oil； hydrogen content
3 绝缘油中含氢量超标分析
新变压器在投运前电气试验数据正常， 在变压 器绝缘油中 C2H6、C2H4、C2H2 体积分数均正常， 而氢 含量超标且最大达到 52 μL/L。 根据《电气装置安装 过程电气设备交接试验标准》和《变压器油中溶解气 体 分 析 和 判 断 导 则 》,新 变 压 器 在 投 运 前 绝 缘 油 中 含 氢量是不能超过 10 μL/L。 根据相间比较，3 台单相 变压器绝缘油含氢量同时出现超标现象， 对此展开 数据分析可能在以下几个环节存在问题： ①变压器 取绝缘油样过程存在问题； ②变压器本体内部是否 受 潮 ；③变 压 器 本 体 内 部 是 否 有 放 电 现 象 ；④变 压 器 部分部件表面吸附的氢所释放等因素。
1 试验数据
3 台容量为 240 MV·A 电压为 500 kV 单相强 迫油循环风冷无载调压低损耗的双绕组升压变压 器，矿物油采用克拉玛依 25 号绝缘油；每台单相变 压器油量约 40 t，电气交接试验数据合格，且绝缘油 击 穿 电 压>60 kV，介 质 损 耗 tgδ(90 ℃)<0.5%，符 合 交接试验要求。 2008 年 1 月 10 日变压器注油前从 油罐取绝缘油样经气相色谱化验含氢量为 0， 油样
指 标 符 合 试 验 要 求 后 进 行 3 台 单 相 主 变 的 注 油 ，3 月 13 日变压器常规交接电气试验合格， 并于 3 月 15 日顺利通过电气耐压试验完后对 变 压 器 进 行 局 部放电试验，试验数据合格；随后分别在 3 月 25 日、 4 月 10 日对变压器绝缘油进行取油化验。 变压器注 油前及耐压、 局放试验后的绝缘油色谱化验数据见 表 1－3，乙 烷(C2H6)、乙 烯(C2H4)、乙 炔(C2H2)体 积 分 数 值均为 0，甲烷(CH4)、微水含量(H2O)(mg/L)符合交接 试验要求，氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)数 值随时间推移呈较明显上升趋势， 其中绝缘油中氢 成份的体积分数大于 10 μL/L， 不满足绝缘油交接 试验要求。
2)3 台变压器电气试验交接试验合格且油介损、 体积电阻率合格， 再从变压器绝缘油色谱分析数据 表 1-3 中看出绝缘油的微水 含 量 A 相 2.5 μL/L、B 相 4.6 μL/L、C 相 3.8 μL/L 符合要求， 因此可以排 除变压器受潮而导致绝缘油含氢量的增加。
3)从局放试验数据和局放试验前、后绝 缘 油 色 谱分析数据来看， C2H6、C2H4、C2H2 体积分数值均未 有变化，含水量基本稳定，不存在变压器高能量过热 放电现象，CO 和 CO2 体积分数数值虽大但属于正常
C相
试验时间
H2
注油前 2008-01-10
0
CH4
C2H6
C2H4
C2H2
CO
0.4
0
0
0
0
CO2
H2O
121
3.0
注油后 2008-01-18
7
0.5
0
0
0
5
111
3.8
耐压前 2008-03-15
10
0
0
0
0
0
76
4.0
耐压后 2008-03-20
13
0.4
0
0
0
0
113
4.0
局放后 1 2008-03-25
33
0.6
0
0
0
0
221
4.3
局放后 2 2008-04-10
52
0.3
0
0
0
0
252
4.3
解过程中一般是先生成氢气， 因此氢气是各种故障 特征气体的主要成分之一。 在变压器试验或运行过 程中，如果存在热点(电流效应)和放电(电压效应)比 如局部过热(铁心、绕组、触点等)、局部电晕放电和电 弧(匝层间短路、沿面放电、触点断开等)等故障条件， 均会引起绝缘油和固体绝缘物的裂解，使某些 C-H
H2、CH4、CO H2、C2H2 H2、C2H2
CH4、C2H4、CO、CO2 H2
次要气体组成
H2、C2H6 H2、C2H6 C2H6、CO2 CH4、C2H2 CH4、C2H4、C2H6
C2H6
-
技术讨论
章恩科， 王学锦， 蔡建辉，等. 一起 500 kV 变压器绝缘油含氢量超标的原因分析
·85·
2 绝缘油产生气体的依据
电力变压器无论是热故障还是电故障， 最终都 将导致变压器绝缘油裂解产 生 各 种 特 征 气 体[3-9]，见 表 4。 采用矿物质的变压器绝缘油，由许多不同分子 量的碳氢化合物分子组成的混合物，分子中含 C-H 化学基因；而 C-H 键之间的链能低，在绝缘油的分
收稿日期：2010- 10 - 12； 修回日期：2010 - 12 - 26
0 引言
电力变压器是利用电磁感应原理， 起着传输电 能、转换电压的电气设备，也是电力系统中较昂贵的 电气设备。根据《电气装置安装工程电气设备交接试 验 标 准 》[1]和 《 变 压 器 油 中 溶 解 气 体 分 析 和 判 断 导 则 》[2]，投运前需对变压器进行交接电气试验及绝缘 油试验，包括绝缘油中的氢、乙炔及总烃含量的油色 谱分析， 因为绝缘油性能的好坏直接关系到电力变 压器是否投运。
Analysis on the Excess Hydrogen Content of Insulating Oil in 500 kV Transformer
ZHANG En-ke1， WANG Xue-jin2， CAI Jian-hui2， HUANG Rui2， ZHAO Yi-he2
（1. Zhejiang Electric Power Construction Co.， Ltd.， Ningbo 315010， China； 2. Wenzhou Electric Power Bureau， Wenzhou 325000， China）
·84·
2011 年 5 月
第 47 卷 第 5 期
表 1 变压器投运前 A 相绝缘油色谱试验数据
Tab.1 The A-phase transformer insulating oil gas chromatographic testing data before the running
A相
试验时间
H2
CH4
C2H6
C2H4
C2H2
CO
CO2
注油前 2008-01-10
0
0.3
0
0
0
0
157
注油后 2008-01-18
5
0.4
0
0
0
5
128
耐压前 2008-03-15
8
0
0
0
0
0
72
耐压后 2008-03-20
8
0
0
0
0
0
134
局放后 1 2008-03-25
26
0.4
0
0
0
0
245
局放后 2 2008-04-10
表 4 不同故障类型的气体组合特征
Tab.4 The different fault types’s combination characteristics of油和纸过热 油纸绝缘中局部放电 油火花放电 油电弧放电 油和纸电弧 进水受潮或油中气泡
CH4、C2H4 CH4、C2H4、CO、CO2
不是设备故障造成， 在变压器绝缘油中水份在高电 场作用下也会分解出氢(绕组局部放电试验时)，铁心 硅钢片生锈使变压器绝缘油中水份和铁金属发生化 学反应 3H2O+2Fe→Fe2O3+3H2 而生成氢等。 根据酸 洗工艺技术， 金属材料在酸洗除锈、 除油处理过程 中，酸洗“氢脆”(钢材中的氢会使材料的力学性能脆 化现象)[10-11]敏感的工件 时 ，为 减 少 氢 的 产 生 在 酸 洗 溶液中加入缓蚀剂， 而某些缓蚀剂抑制二个氢原子 变为氢分子，即：2[H]→H2，会 促 使 金 属 表 面 氢 的 浓 度升高；对应于变压器的器身、油循环管道及其他铁 磁件经过酸洗处理后，其表面就会吸附高浓度氢，在 变压器注入绝缘油后， 吸附的氢将逐渐释放出来溶 入到绝缘油中。
0
187
局放后 2 2008-04-10
