500kV变压器绝缘油含气量超标分析与处理

500kV变压器绝缘油含气量超标分析与处理

2云南红河泸西供电局，云南 红河 652499

摘要：对500 kV变压器的绝缘油进行测试，发现造成绝缘油含量超标的原因，并进行相应的处理，为今后500 kV变压器的正常使用提供了有益参考。本文根据电站工程实例，结合工程实例对其理论及规范进行分析，并将此方法与现场实际相结合，对其他变压器故障的查找与处理有一定的参考价值，值得电力公司大力推广。

关键词：500kV变压器；绝缘油含气量；超标处理

一、变压器绝缘油含气量超标的原因

2018年和2019年，对主变绝缘油进行了2次层析测试，发现H2、CO、CO2及有关气体的含量都是正常的。通常绝缘油中的空气含量是由两个方面引起的：一是由于内部的原因，例如火花放电或高温等引起的气体；二是外来的气体也会进入。由此可以断定，该工厂的含气量超标是由于密封不好造成的空气混入而造成。根据现场实际，对有问题的变压器进行了如下的系统检修。(1)对容器进行泄漏检测。本体的各种密封接头，外壳的焊接，以及支架的底座都要仔细检查，以保证不会有渗漏。分析了罐体与反应器之间的连接，并在罐子和罐子尾部涂上泡沫，并对其进行了加压。(2)油管、法兰和排气阀门的密封。检查螺栓，排气塞，外观，油垫和气缸连接的阀门是否牢固。对箱体及垫圈的固定螺栓进行了检验，发现其表面平整，无变形、无扭曲现象。(3)在停止使用容器密封的检验装置后，拆卸吸湿器，关闭阀门，向衬垫中注入高纯度的氮气，使压力逐渐下降至0.025 MPa。经过仔细地储罐、冷却器、气体及相关管线的检查，确认无任何渗漏或从储罐中流出。这时在操作中产生负压的装置，例如管线和潜油泵，都要进行检测。通过对第一、五组油泵进口凸缘的分析，发现油泵与管路凸缘之间的接触表面并不紧密，由于温度过低，油封部位会发生收缩，从而造成泄漏。在潜水泵正式使用过程中，由于内腔的负压，油管法兰很容易吸入空气，而一旦进入变压器就会和绝缘油产生化学反应。(4)检查油垫密封件。若油垫破损或未安装凸缘垫圈，则油表与空气间会产生接触，但不易察觉。为了检验密封垫和吸湿器是否密封，关掉继电器，将吸湿器移除，将0.025兆帕的氮气注入装有吸湿管的汽缸，并开启两个油垫式排气孔，一旦排出大量的空气然后关闭，24小时后若无显著改变，则表明连接管道与油垫已紧密结合。通过以上试验，对变压器中气体浓度升高的原因进行了分析。首先，扩容技术尚未完全成熟。在切换时，油垫被分开，冷却流体连接的输油阀被关闭，油罐分离，进入冷却液排放系统，实现了循环、静流和排气的脱气。但是在安装时，枕头的氮气和气密性试验存在技术问题，致使大量的气体在枕芯内堆积，并在长时间内溶于混合液中，造成气体积过大；在维修期间，新的油泵与原有的波纹管相连。第5套冷却装置内的潜水油泵进口和法兰不具有水密性。因安装时不小心，用了一块橡皮垫子，不会影响到检验和验收。在变压器工作一段时间后，由于潜油泵的负压，使空气从凸缘排出，使气体和油流流入装置，长期与绝缘油接触，使气体含量增大。

二、变压器绝缘油气体含量过高造成的危害

其绝缘油中的空气含量超标，是因为具有较强电磁场的气体分子易产生碰撞自由，导致绝缘层断裂，导致绝缘油的绝缘强度降低；当绝缘油中的空气含量达到饱和后，绝缘油的温度就会降低产生气泡，产生电场力，使其产生放电，使绝缘层的绝缘受到破坏。同时，由于绝缘油中的空气含量超过了正常值，会加速老化，从而导致变压器长期的安全、稳定运行。

三、检查情况

（一）变压器耐压性试验

(1) 断开主变压器，按图1所示设置空气测试系统，关闭气体继电器两侧的V3、V4和V6，减压阀下侧的V6。(2) 在油枕袋中注入0.03兆帕的-45℃露点氮气（又称氮气）并保持30分钟。(3) 打开气体继电器两侧的阀门V3和V4，用肥皂水清洗机壳上部、主机的密封面和冷却装置前的管道，并进行泄漏测试。(4) 在规定的检查期间，没有发现泄漏，压力保持在0.03兆帕，持续24小时没有明显变化。(5) 变压器漏电测试要求对所有变压器部件进行漏电测试。 通过上述试验，变压器本体、套管顶部等在24小时内不会出现泄漏现象，而变压器套管、油管前的冷却器和本体也不会出现泄漏现象。

图1 500kV变压器绝缘油含气量超标的检查原理

(二)油垫检验

(1)在V3、V4中的燃气继电器的蝶阀关闭后，拆下继电器，并用一个垫圈将燃气继电器两端的连接线封闭起来；(2)在取出吸湿设备后，将充气试验器具与吸湿机导线相连接。(3)将氮填充到气囊之后，在0.01兆帕时停止充气，并将气囊的压力维持1 h；(4)用肥皂水检查焊缝，连接管，孔口盖板，阀门密封面和排气塞，观察压力的改变。经以上检验，发现阀门密封面，连接管，进气孔盖板，通风塞，主变压器油垫焊接处均无渗漏，故排除变压器油垫自身渗漏的可能。

(三)对气囊旁通阀的检验

(1)打开V7,V8两侧排气管的上端油垫，如果没有或仅有少量的排气，这时，绝缘油就会溢出来，表示没有油，安全气囊和旁通阀门都是密封的。(2)若排气过多，变压器油外溢，则旁通阀状态、油垫内的气囊存在问题，或旁通阀密封不足，或油垫气垫（3）认真检查后，在旁通阀油垫的管端增加一块隔板。用吸湿器将0.01兆帕的氮气注入到气袋内，再将油盘上端的排气塞打开，若无或有小的气体流出，变压器油就会溢出来，这表明变压器油垫是安全的，但是旁路阀门无法彻底密封。如果漏油太多则会有变压器油溢出，表示油垫内部的安全气囊破裂。(4)当发现旁通阀未密封时，应在旁通阀后的管路凸缘上加上一块隔离物，将压力装置与旁通阀相连，再向整个阀内注入适当的绝缘油，并向旁通阀的一边充气，观察油液中有无气泡，若有，则表示旁路阀未彻底封闭。按照以上程序，在油垫的两边，开启排气口V7、V8，大部分的排气都已排出，仅有少量的变压器油泄漏。为了进行油压测试，在旁通阀门的油垫线上加上一块垫圈，开启油垫V7、V8排气管排出少量的气体，但旁路阀门密封不良，导致变压器油外溢；实验结果表明，在旁通阀内部，绝缘油中存在着大量的浮泡。由于油垫与外部管道之间的蝶形阀门没有密封，所以4号主编的绝缘油中的气体含量超过了标准。然后将油垫的蝶阀经过油垫的蝶阀，在油垫与绝缘油的表面上进行混合，从而导致绝缘油中的气体浓度超过标准。另外，经检验，油垫头部的四颗螺钉只要稍微松一点就会造成气体进入油垫，并透过气孔密封不良而与绝缘油发生接触。

四、故障的处理方法

由于500 kV变压器的绝缘油中气体含量超过标准，应立即更换出现泄漏的旁路阀门，并用一块挡板将其一侧封闭，并在检修后进行注油，并将其移除；为了防止油枕提升座的安全气囊开口出现松动，应立即将四个螺栓拧紧，以免造成更大的事故。

五、处理中需要注意的事项

(1)500kV变压器绝缘油中的气体量超过规定值，油面与空气接触或可能接触时，应打开油垫上的通气口，向气囊右侧注入氮气，当绝缘油从通气管排出后，应停止冲压，关闭通气阀，排气阀必须关闭。(2) 在本说明书规定的范围内，充分保护安全气囊不受冲压造成的损坏。

六、绝缘油处理

在真空中进行绝缘油的过滤，在此过程中必须开启油枕的排气管，保证油枕的排气顺畅，避免因正负压力造成的安全隐患。#4主变绝缘油在过滤72小时后，其含气率将降低0.1%，跟踪测试几个月后，其性能没有明显的改变。 七、其他主变故障的处理

同年，3号主变压器绝缘油中的气体供应出现异常，平均每月增加0.7%。

在对4号主变压器进行大修时，发现3号主变压器油垫上方的提升衬垫因长期使用而损坏，空气通过断裂的衬垫缝隙流入主变压器的油垫，导致更换后的油压没有增加。 主变压器#1的绝缘油中的气体量被发现异常增加。 根据实验结果，在松开内部和外部节流阀的情况下部署了油垫，并进行了与主变压器#4相同的处理，并进行了几个月的后续监测，但没有发现任何变化。

结束语

结果表明，油浸型500 kV变压器的绝缘油中存在着大量的气体，这是由于其内部和外部的旁通蝶阀存在着较大的缺陷。此外，还需要充分的维护，以确保设备在运行过程中的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]王一波,李学锋,潘洁,吴杨,李秀广,韩利.变压器绝缘油含气量超标处理方式分析[J].电工技术,2021,(05):102-103+106.

[2]向宇.变压器绝缘油含气量超标处理分析[J].通信电源技术,2018,(12):13-14+16.

[3]周元斌,张前进,张璇,杜亮,王慧.35kV变压器绝缘油含气量偏高原因分析及处理[J].电世界,2017,(03):22-23.