变压器油中氢含量超标的原因分析及处理
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变压器油中氢含量超标的原因分析及处理摘要针对本厂出现的变压器中绝缘油氢含量超过注意值的现象进行了原因分析,找出了氢含量超标的原因,并提出了相应的措施及对策。
关键词变压器油;氢含量;原因分析1故障概述海勃湾发电厂#3、4号主变压器为:15.7/220KV。
30B为:110/6KV。
#3主变压器投运日期:2002年11月19日;#4主变投运日期是2003年1月。
#3、4主变为沈阳变压器公司制造的SFD9-24000/220型变压器,额定容量为:24000KV A,油重量为:33.4吨。
30B是#3、4主变的高备变。
投运日期是2002年11月,由特变电工新疆变压器厂制造。
油号为:DB-25(克拉玛依炼油厂)总油重:16620KG。
电压等级:110/6KV,相数:3相,冷却方式:ODAF。
自投入运行以来,一年一次色谱分析及其简化试验,电气检修还做了相应的电气试验。
2010年初30B色谱分析中发现氢含量有逐渐上升趋势,直至6月氢含量增高超标。
化验人员就采取了跟踪监督的措施。
2问题提出根据上述现象,如果绝缘油中含气量高,由其是氢含量超标,将加速绝缘油老化,使得绝缘材料使用寿命减少一半,起不到很好的散热、冷却的效果。
及早发现设备内部是否有局部放电,如有局部放电会引起绝缘破坏,甚至造成事故。
结合我厂出现的问题,对30B绝缘油中溶解气体进行跟踪分析,其色谱分析结果如下(表1)。
同时做30B绝缘油的常规试验,如(表2)。
3故障分析3.1可能存在原因分析1)变压器在故障下产生的气体在其内部会有一个传质过程。
故障点产生的气泡会因浮力而上升,上升的过程中与附近油中已溶解的气体发生交换。
气体溶解在油中,由于油的对流、扩散将气体分子传递给变压器油的各部分,热解气体溶解在油中的多少决定于气泡的大小,运动的快慢。
气泡的运动与交换可以帮助我们了解故障的性质和发展趋势;2)当热解气体达到饱和时,不向外逸散,在压力、温度的条件下饱和油内析出的气体形成了气泡。
变压器油氢气超标原因 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】新投运120MVA变压器油中氢气含量超标原因分析与处理袁章福程振伟(浙江华电乌溪江水力发电厂邮编:324000)摘要新投运变压器,出现油中特征气体H2含量异常超标现象,本文对这一故障原因进行了阐述与分析,介绍了相应处理措施与实施效果,对相关专业人员有一定的借鉴作用。
关健词新变压器油中氢气单值升高原因分析处理结果0 前言变压器是电力系统的重要设备,确保它的安全运行具有极其重要意义。
浙江华电乌溪江水力发电厂湖南镇电站二号主变压器于2005年2月进行了技术更新,新变压器型号为SFS9-120000/220,由济南西门子变压器有限公司制造,具有免维修、噪声低、低损耗、吊芯式结构、外型美观等特点,于2005年3月18日投入运行。
变压器投运后运行正常,可在5月份的油样色谱分析试验中,发现油中H2含量异常升高,超过了规程中规定的不大于150 uL/L的要求,在随后的油色谱跟踪试验中,显示随着时间推移, H2含量持续增长,与其它特征气体相比,有明显的单值升高特征。
为此进行了分析与处理。
1 变压器技术参数及运行工况变压器型号:SFS9-120000/220、名称:三相三绕组无载调压油浸风冷升压变压器相数:三相冷却方式:ONAN(70%)/ONAF(100%)使用条件:户外额定容量:120/60/120MVA额定电压:242±2×%/121/额定电流:6598.3A额定频率:50Hz连接组号:Y N y no,d11、空载损耗:空载电流:%器身重:108T油重: T总重:187T厂家:济南西门子变压器有限公司出厂日期:2004年12月变压器投运前各项试验合格,油色谱试验数据如下:气体含量单位:μ湖南镇电站一至四号发电机组的主接线方式为“两机一变式”,三、四号机组接二号主变,机组额定容量为,因机组运行多年,自身存在缺陷,正计划改造,规定其运行出力不大于,故变压器投运后均未达到满负荷状态。
主变油中氢气超标排查及处理范文主变油中氢气超标是变压器运行中常见的问题之一,如果不及时排查和处理,可能会导致变压器的故障甚至爆炸。
因此,对主变油中氢气超标的排查和处理非常重要。
本文将详细介绍主变油中氢气超标的排查和处理方法。
一、主变油中氢气超标的原因分析主变油中氢气超标的原因主要有以下几点:1. 油中水分超标:变压器在运行过程中,由于温度变化和湿度等环境因素的影响,可能会导致油中水分超标。
而过多的水分会在油中产生氢气。
2. 油中气体生成反应:主变油中含有有机物质和氧,当油温过高时,油中的有机物质可能会发生分解反应,生成氢气。
3. 油中酸性物质的存在:在变压器运行过程中,由于绝缘材料的老化或者其他外界因素的影响,酸性物质可能会出现在油中。
而酸性物质会加速油中有机物质的分解,产生氢气。
4. 变压器内部存在故障:变压器内部的线圈、绝缘材料等可能存在故障,导致主变油中氢气超标。
二、主变油中氢气超标的排查方法在排查主变油中氢气超标时,可以采用以下方法进行:1. 进行氢气检测:将变压器的主变油取样送到实验室,进行氢气含量的检测。
一般来说,主变油中氢气含量超过0.5%时,就可以判断为氢气超标。
2. 观察油中的气泡:通过观察主变油中是否有气泡的产生,可以初步判断是否存在氢气超标的问题。
如果油中有大量气泡产生,那么很可能存在氢气超标的情况。
3. 仔细检查变压器:通过仔细检查变压器内部的线圈、绝缘材料等部件,判断是否存在故障,进而判断是否存在氢气超标的问题。
三、主变油中氢气超标的处理方法在发现主变油中氢气超标的情况下,需要及时采取措施进行处理。
以下是几种常见的处理方法:1. 降低油中水分含量:如果主变油中的氢气含量超标是因为水分过多导致的,可以通过对油进行加热、真空干燥等方法,将油中的水分含量降低到正常范围内。
2. 添加抗氧剂和抗酸剂:如果主变油中的氢气含量超标是由于油中的有机物质过多分解产生的,可以通过添加抗氧剂和抗酸剂的方法,减少有机物质的分解反应,从而减少氢气的生成。
变压器油含氢量超标变压器无论是热故障还是电故障,都会导致绝缘介质裂解产生一些特征气体。
由于碳氢键之间的链能低,在绝缘介质的分解过程中,一般会生成氢气,氢气也是各种故障气体的主要成分之一。
1.变压器油中氢气含量升高的危害氢气与油中溶解的空气混合以溶解状态或悬浮状态存在于变压器油中。
当运行条件,如油温或油压发生变化时,氢气便会以微小气泡的形式从油中析出,在狭长的缝隙中逐渐积聚并附着在绝缘表面上,这就形成了气泡性电晕放电的条件。
这种放电若发生在导线绝缘和垫块之间或导线绝缘和撑条的缝隙处,造成的危害就更大。
2.变压器油中产生氢气的原因2.1 变压器油在电磁场作用下的分解一般情况下,110kV及以下电网中的变压器所用的变压器油都是25号变压器油,属于石蜡基油。
石蜡基油中烷烃比例较大,烷烃类油化学性质比较稳定,抗氧化性能好,但是耐热性能较差,尤其在电场作用下容易发生脱氢反应。
2.2 水分对变压器油的影响通常变压器油中的水分主要是由于变压器受潮产生水引起的。
因为水分子为强极性,在电场作用下水分子发生极化而形成偶极子,并按电场方向转动而形成泄露电流较大的水桥,进而引起水分子汽化而生成气泡。
在电场作用下,气泡又形成气体小桥,气泡的介电常数小于油的介电常数,此时气泡承受的电场强度更高,引起电晕放电,致使气体水分子首先被电离生成氢气和氧气。
纸绝缘干燥不彻底或空气中水分侵入等原因也会引起氢气的产生,这是因为油浸纸绝缘放电的起始场强随着固体绝缘的干燥程度而增加。
2.3 金属促进变压器油脱氢反应由于变压器中使用了一部分不锈钢材料,在变压器油逐渐氧化过程中,不锈钢材料中的镍分子会促进变压器油产生脱氢反应。
一种固体要成为催化剂,能够吸附反应物是一个基本条件。
催化作用过程中,物理吸附能显着降低其后进行的化学吸附的活化能。
在同时,变压器油是烃类化合物。
由于烃分子热解或氧分子的碰撞产生了游离基R,R与氧分子的自由价结合,生成过氧化自由基R+O2—>ROO,然后ROO再和油中的新烃分子结合产生新的自由基。
2023年主变油中氢气超标排查及处理(3000字)引言:主变油中氢气是变压器设备运行中常见的一种气体,但若氢气含量超过安全标准,将会对设备的正常运行产生严重影响,甚至引发事故。
因此,针对氢气超标问题,我们需要采取有效的排查和处理措施,保障变压器设备的安全稳定运行。
本文将对2023年主变油中氢气超标排查及处理进行详细介绍。
一、氢气超标原因分析1. 老化老旧设备:随着设备使用时间的增加,变压器内部材料会发生老化,导致绝缘油的性能下降,容易产生氢气。
2. 绝缘材料故障:变压器绝缘材料的损坏或故障会使电气弧放大,从而造成绝缘油分解产生氢气。
3. 温度过高:变压器运行时,内部温度过高也会导致绝缘油的分解,产生氢气。
4. 湿度过高:变压器长期处于高湿度环境中,会导致绝缘油中含有大量水分,进而促使氢气的生成。
二、氢气超标排查措施1. 定期监测:通过定期对主变进行监测,采集变压器油样,进行气体检测和分析。
借助专业的气体检测仪器,对油样中的氢气含量进行实时监测,及时发现是否超标。
2. 环境检测:对变压器周围的环境进行检测,检查是否存在气体泄漏情况。
例如,使用氢气探测器对变压器周围进行全面检测,确保设备周围环境安全无泄漏。
3. 设备巡检:定期派遣专业人员进行设备巡检,检查变压器内部和外部是否存在异常情况,如渗漏、腐蚀等,确保设备正常运行。
三、氢气超标处理措施1. 绝缘油处理:若发现变压器绝缘油中氢气超标,需要及时对绝缘油进行处理。
可以采取真空脱气方法,通过使绝缘油处于真空中,促使氢气从油中析出并排出系统,降低氢气超标情况。
2. 维修更换:对于老化老旧设备和绝缘材料故障引起的氢气超标问题,需要进行设备维修或更换。
及时更换老化材料、修复损坏绝缘材料,确保设备正常运行。
3. 控制温度和湿度:变压器运行时,控制内部温度和湿度是减少氢气超标的重要手段。
可以采取通风降温、增加冷却设备、降低环境湿度等措施,确保设备温度和湿度在正常范围内。
非故障设备中变压器油单氢含量异常增长的原因分析与处理摘要:在变压器等电气设备的预防性试验中,变压器油色谱分析氢含量超标问题较为常见。
根据近几年的绝缘油运行监测数据分析,单氢超标不一定引发设备故障,在单氢超标、且其他电气试验无异常情况下,设备仍可继续正常运行。
关键词:变压器油单氢超标分析处理本文主要探究非故障设备中变压器油单氢含量异常增长的原因及排查处理。
通过对韶关电网单氢超标的12台500kV高压电抗器、以及84台电流互感器的变压器油进行色谱追踪分析,结合红外热成像、绝缘耐压等试验,综合判断设备均无热性故障,初步判断单氢超标原因是出厂前脱气不彻底和微水电解产生。
新变压器绝缘材料中、新绝缘油中均可能含有少量水分、氢气,在电场持续作用下,容易析出氢气,这也是新投运变压器绝缘油在一段时间内氢含量持续增长的原因。
因此,投运前必须采用真空过滤法进行脱气和脱水,可将油中溶解度很小的水分及氢气脱离。
尽管如此,我们对上述设备采取缩短试验周期或加装油色谱在线监测装置措施,均正常运行至今。
有效节省了设备大修或更换成本。
1 非故障设备中变压器油中氢组分的来源2018年12,我部按检修试验规程要求对500kV某站500kV电抗器A相进行大修后投运1,4,10,30天绝缘油色谱追踪试验。
第30天时,试验发现该电抗器油中氢含量41.501μL/L,与上次采样试验值氢含量0μL/L相比,大幅度增长。
虽然远未达到规程规定的氢含量150μL/L注意值,按规定可恢复绝缘油色谱正常试验周期(每3个月一次)。
但该微小细节仍引起我部的重视,通过追踪试验发现该电抗器油中氢含量逐渐增长至181.843μL/L,属重大缺陷。
油色谱追踪情况如表1:表1:油色谱追踪情况(μL/L)备大大大大追追追氢(H2)相对产气速率:据DL/T722-2014变压器油中溶解气体分析和判断导则计算相对产气速率γ,%/月。
γ=2019年1月23日至2019年3月13日氢的相对产气速率γ1=67.54%/月;2019年3月27日计算,氢的相对产气速率γ2=33.55%/月,呈明显下降趋势。
主变油中氢气超标排查及处理模版主变油中氢气超标是变压器运行中的一种常见问题,超标的氢气含量可能会对变压器的安全运行产生不良影响。
为了及时排查和处理这一问题,本文将介绍一份主变油中氢气超标排查及处理模版,以帮助运维人员高效、规范地进行工作。
一、问题描述在工作中发现主变油中氢气含量超过了设定的上限值,超标严重程度可根据实际情况进行描述。
二、问题原因分析超标的氢气含量可能是由以下原因引起的,需要进行逐一排查:1. 绝缘油老化:绝缘油长时间使用后会逐渐老化,导致氢气含量增加。
2. 油中水分含量高:油中含有较高的水分会促进绝缘油的氧化分解,从而产生更多的氢气。
3. 变压器内部故障:变压器内部可能存在绝缘材料的老化、击穿等故障,导致氢气产生增加。
4. 变压器过载或短路:变压器长期过载或遭受瞬时短路会导致变压器内部温度升高,进而增加氢气的生成。
5. 变压器油泄漏:油泄漏会导致空气进入变压器内部,促进油的氧化,增加氢气含量。
三、排查流程1. 检查绝缘油的使用时间,判断是否老化,如若老化,则需对绝缘油进行更换。
2. 检查变压器绝缘系统的密封性能,判断是否存在油泄漏的情况,如若存在泄漏,应及时堵漏。
3. 检查变压器内部的绝缘材料,例如绝缘纸、绝缘垫等,判断是否老化或损坏,如若老化或损坏,应及时更换。
4. 检查变压器的运行数据,包括负载、温度、短路情况等,判断是否存在过载或短路现象,如若存在,应采取相应的措施进行处理。
5. 检查绝缘油中水分含量,如若过高,则需对绝缘油进行脱水处理。
6. 如未找到明显的问题原因,可考虑对变压器进行维修或更换。
四、处理方案根据问题原因的排查结果,制定相应的处理方案:1. 绝缘油老化:更换绝缘油,油品要符合相关标准,更换前需将变压器内的油进行充分热处理和过滤。
2. 油中水分含量高:采取适当的脱水处理方法,可以通过加热、真空抽取等方式进行脱水处理。
3. 变压器内部故障:根据故障类型进行维修或更换受损的绝缘材料,同时进行相应的绝缘测试和局部放电检测。
一起500kV变压器油中氢气超标原因分析及处理措施运行中的电力变压器,常常会出现油中氢气含量超标,而氢气含量的增长,不少情况下是电性故障的前兆,也会造成变压器绝缘的缺陷,所以氢气含量也是变压器能否继续安全运行的重要指标之一,本文通过处理一起500kV变压器油中氢气超标事件,分析氢气超标原因并给出处理措施及建议。
标签:氢气超标;油色谱分析;局部放电;热油循环1 故障概述某500kV变电站#1主变A相型号为ODPS-250000/500,自2013年3月28日投运以来,氢(H2)和甲烷(CH4)不断增长,投运3个月后增长趋势明显,6个月后氢超过规程注意值150μL/L,且(CO、CO2、C2H6)也有不同程度的增长。
2014年以来H2组份增长速度明显加快,8月29日色谱分析氢(H2)已经达到304μL/L,超过注意值一倍,甲烷(CH4)达到22μL/L。
在线色谱检测装置发二级报警信号。
2015年2月10日,因电网方式变化,#1主变由运行转热备用,方式变化前离线色谱分析氢(H2)达457μL/L。
3月4日,#1主变由热备用转运行,此时色谱分析氢(H2)已经达到466μL/L。
3月18日,#1主变由运行转热备用。
为进一步排查问题,2015年5月5日,申请将#1主变由热备用转为运行,离线色谱分析氢(H2)达497μL/L。
2 故障判断针对油中氢(H2)不断增长的问题,对油进行了油耐压和微水含量测试,试验数据均在正常范围内,由于伴随甲烷等气体的产生,检修人员怀疑存在放电现象。
2015年5月6日,检修人员使用JD-S100型变电站局放带电检测系统对#1主变A相进行测试。
测试过程:采用高频、特高频和超声法对#1主变A相进行测试,在#1主变A相上测得异常的超声信号,但未测得异常的高频及特高频信号。
采用多个超声传感器进行同步测试,绿色、红色、紫色标识的超声传感器分别粘贴在变压器的外壁上,对应的测试结果用相同的颜色来标识。
110kV变压器油中含氢气量超标分析及处理摘要:通过110kV变压器年度预试定检,发现运行中的变压器油含氢气量超标,对变压器油中氢气含量超标及氢气产生的原因进行分析,对变压器停电进行热油循环滤油处理,以满足变压器安全运行要求。
1、110kV变压器简介本项目安装两台110kV主变,型号为SZ11-16000/110,厂家为国内知名品牌,主变压器是变电站的重要变电设备,变压器的稳定安全运行为变电站电力供应提供有利保障。
2、变压器油的作用变压器油是一种绝缘性能良好的液体介质。
其主要作用有以下三方面:使变压器心子与外壳及铁芯有良好的绝缘作用,加强了变压器绕组的层间和匝间的绝缘强度。
使变压器运行中加速冷却。
变压器油可以将变压心子的温度,通过对流循环作用经变压器的散热器与外界低温介质(空气)间接接触,起到了加速冷却变压器的作用。
加速变压器外壳内的灭弧作用。
由于变压器油是经常运动的,当变压器内有某种故障而引起电弧时,能够加速电弧的熄灭。
3、变压器油含氢气量超标分析在变压器油常规色谱检测试验中,发现2#主变压器油箱本体变压器油的气体含量,氢气量为341.16μL/L(见下表)。
2# 主变主油箱油色谱分析测试结果(μL/L)根据《电力设备预防性试验规程》及《变压器油中溶解气体分析和判断导则》,此变压器油色谱分析氢气超注意值(150μL/L),它气体相比未有大变化,根据变压器油三比值初步判断为011(见下表编码规则),本次取样分别取了中下位置,对其过程跟踪监测。
为了核实变压器油检测的准确性,连续5个月对变压器油进行多部位取样分析(见下表),经检测氢气含量的全部数据均为已超出安全值。
2#主变主油箱油样分析跟踪表经过变压器油色谱分析中采用三比值初步判断均为011。
按照代码查找变压器故障类型,判断变压器内部无故障。
采用三比值法:根据充油电气设备内油、绝缘在故障下裂解产生气体组分含量的相对浓度与温度的相互依赖关系,从四种特征气体中选取两种溶解度和扩散系数相近的气体组成三对比值,以不同的编码表示。
变压器氢气含量超标的原因分析与处理作者:曹军来源:《科学导报·科学工程与电力》2019年第26期【摘要】大板发电公司四台变压器油中氢气含量超过注意值,通过分析检查处理,发现是金属波纹储油柜不锈钢材质引起氢气含量超标,并对这一问题进行了分析处理。
使变压器氢气含量超标的问题得以消除。
本文对电力同行变压器氢气含量超标判断有指导意义。
同时还对此类问题提出了预防措施。
【关键词】电力变压器;色谱分析;油中氢气;储油柜;三比值法一、引言正常运行的变压器油中溶解气体的组成主要是氧气和氮气但由于内部绝缘油和固体绝缘材料受温度、电场、氧气及水分和铜、铁等材料的催化作用,随运行时间延伸发生速度缓慢的老化和分解,将生成少量的氢气和烃类气体。
如果变压器氢气含量出现超标现象,可能是设备进水或有气泡存在,引起水和铁的化学反应;或在较高的电场作用下,水或气体分子分解;以及由电晕作用产生;绝缘材料受潮、金属材料脱氢反应等。
这里介绍由金属波纹储油柜不锈钢材质脱氢反应引起氢气含量超标的现象,并通过数据分析和现场经验得以根本解决。
二、事故经过及采取措施(一)事故经过大板发电公司一、二号机组共有两台高压厂用变压器(型号:SFF10-70000/20,额定电压:20±2×2.5%/10.5-1.5kV)和两台公用脱硫变压器(型号:SF9-35000/20,额定电压:20±2×2.5%/10.5kV)于2010年现场安装完毕,2013年1月13日投入运行。
至从变压器投运后,经连续油色谱分析发现四台变压器氢气含量持续升高,均超过行业标准DL/T722-2014《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中规定的150μL/L注意值(见附件1)。
(二)采取措施三比值法气体分析能根据各组分的含量、比值、产气速率判断变压器的故障原因及性质,在解决各类变压器故障中发挥重要作用。
通过三比值法进行故障诊断代码为“011”判断故障表现为中温过热,由于只有氢气含量超标,而其它烃类气体并没有明显增长趋势,因此利用三比值法进行故障诊断没有指导意义,只有油中气体各组分含量足够高或超过注意值,并且经综合分析确定变压器内部存在故障后,才能进一步用三比值法判断故障性质。
变压器油色谱分析异常与解决对策1、变压器油中氢气含量超标、二次污染实例我公司#1高压厂用公用变压器〔以下简称#1高公变〕于2005年10月1日并网运行,在运行中,根据预防性试验规程对各变压器进展了油色谱跟踪分析,发现#1高公变的氢气值出现过含量超过注意值: H 2≤150μL/ L ,详细测量数值见表一:总烃total hydrocarbons指所有的碳氢化合物。
对环境空气造成污染的主要是常温下为气态及常温下为液态但具有较大挥发性的烃类。
空气中烃浓度高,对人的中枢神经系统有麻醉和抑制作用。
大气中的烃类与氮氧化物经一系列光化学反响会形成光化学烟雾,对人体产生危害。
甲烷在大多数光化学反响中呈惰性。
中国大气污染物综合排放标准明确规定了非甲烷烃的最高允许排放浓度、最高允许排放速率和无组织排放限值。
对#1高公变进展热油循环后的色谱分析中,虽然氢气含量到达标准但在油中又检测到痕量乙炔,见表二再次热油循环后氢气、乙炔均在标准之内。
2、#1高公变油中氢气超标及二次污染原因分析当变压器油中氢气含量超过注意时,人们根据多年的运行经历及文献[1]中指出:〔1〕当变压器出现局部过热时,随着温度的升高,氢气〔H2〕和总烃气体明显增加,但乙炔〔C2H2〕含量极少。
〔2〕变压器内部出现放电故障也会出现氢气〔H2〕。
局部放电〔能量密度一般很低〕,产生的特征气体主要是氢气氢气〔H2〕,其次是甲烷〔CH4〕,并有少量乙炔〔C2H2〕,但总烃值并不高;火花放电〔是一种间歇性放电,其能量密度一般比局部放电高些,属低能量放电〕时,乙炔〔C2H2〕明显增加,气体主要成分时氢气〔H2〕、乙炔〔C2H2〕;电弧放电〔高能放电〕时,氢气〔H2〕大量产生,乙炔〔C2H2〕亦显著增多,其次是大量的乙烯、甲烷和乙烷。
对于文献[1]中的阐述具有很强的理论性,变压器油是由烷烃、环烷烃和芳香烃等组成[3]的构造复杂的液态烃类混合物。
当变压器内发生放电现象,油中的烷烃、环烷烃和芳香烃等烃类混合物发生分解,不同能量的放电产生的特征气体并伴有其他气体产生,根据产生的特征气体可以判断变压器内部发生的详细故障。
变压器油氢气超标故障分析发布时间:2022-06-14T06:36:23.227Z 来源:《中国科技信息》2022年2月4期作者:姚金第张国卿[导读] 无论是新投入的变压器还是在线使用的变压器都有可能存在变压器油中氢气含量超标的异常现象,从而影响变压器的正常工作姚金第张国卿日照钢铁有限公司山东省日照市 276806摘要:无论是新投入的变压器还是在线使用的变压器都有可能存在变压器油中氢气含量超标的异常现象,从而影响变压器的正常工作。
因此,本文通过对变压器中油H2 等特征气体异常超标的症结所在进行原因分析,并且提出故障排除措施解决相关特征气体异常超标的问题,为变压器相关操作人员提供借鉴参考。
关键词:变压器;油氢气超标;故障分析前言变压器作为电力系统的动力调节的关键所在,相关文件《电力设备交接和预防性试验规程》中表明了当运行的变压器油中氢气含量在区间(150μL/L,+∞)时,存在超标的风险。
山东某公司在2020年投入了一批新型油变压器,在正式投运后一年内检查发现它的氢气含量连续存在两次超标异常情况,之后每隔两个月对新型变压器中的油和水进行一次真空脱水过滤和抽油和水脱气试验处理,每一次都应该是过滤油和水色谱检测试验跟踪抽检一次试验完全合格,但是,运行不久后就检查发现过滤油和水色谱试验动态随机变化跟踪抽检试验仍然存在氢气含量再次出现超标的异常情况,并长时间维持在(200μL/L,400μL/L)区间内,存在变压器特征气体严重超标的故障风险。
因此,山东某公司以投入运行的这批次的变压器为主要抽检规格进行油色谱试验,对投入前后的油氢气含量进行对比,以及对变压器各项技术指标进行参数分析,从而得出变压器油氢气含量超标的故障一般原因以及特殊情况,并且提出几点措施用以作一般原因的紧急应对。
一、变压器规格说明及问题分析(一)变压器规格说明变压器规格:SFS9-2000000/230名称:三相三绕组变压器相数:三相冷却方式:ONAN(60%)/ONAF(100%)使用条件:室内额定容量:120/60/120MV A额定电压:242±2×2.5%/121/10.5kV额定电流:286.3/286.3/6598.3A额定频率:50Hz连接组号:YN,d11、空载损耗:70kW空载电流:0.080%器身重:100T油重:50 T总重:200T厂家:西门子变压器有限公司出厂日期:2019年12月(二)变压器出厂前质检油色谱试验变压器出厂前各项抽检试验合格,初始油色谱试验结果如下:(三)变压器投运中质检油色谱试验变压器在投运后两个月进行第一次投运质检分析,按要求抽取油样色谱分析试验,氢气含量结果如下:每隔20天的一次变压器内油溶液色谱综合试验测量结果如上所述,特征烃类气体中的h2含量在60天后明显超过了《电力设备交接和预防性试验规程》标准规定,ch4、c2h4等三种烃类特征气体中的含量值均在符合标准产品运行的温度范围内没有变动,经现场送检的油样与产品出厂前的变压油溶液色谱综合试验测量数据结果进行分析对比,说明这次试验结果具有可行性,其他微水含量在正常范围内,说明这次的试验分析结果具有说服力。
对变压器油中氢气含量异常分析的探讨摘要新投入运行的变压器在电场、热的作用下,由于油中水分解和绝缘材料热分解等原因引起H2升高,变压器内部绝缘材料老化引起H2升高,电弧放电、火花放电、油和固体绝缘过热、局部放电等也会引起H2增长,变压器在安装运输吊芯检查时会造成变压器受潮,使H2升高。
关健词变压器;变压器油;氢气含量0引言根据国内外大量变压器运行历史资料统计,投入运行后的变压器故障率与运行时间呈现宏观规律,变压器的故障率与运行时间关系分为三个阶段,即第一阶段运行初期阶段故障率,由于各部件磨合不善一些制造、安装和调试过程中遗留的问题逐步暴露,变压器出现故障的可能性较高。
第二阶段运行稳定期阶段故障率,变压器经过长一些时间运行,随着对暴露问题的处理及运行人员对设备性能的逐步熟悉和掌握,设备故障率逐渐降低,变压器故障率进入稳定期。
第三阶段运行劣化期阶段故障率,变压器处于年久运行的服役后期,由于某些部件出现磨损、侵蚀、松动、功能下降,绝缘老化明显、泄漏电流增加、绝缘电阻下降、油中溶解气体组分变化、局部放电增加等原因影响,故障率会明显增加,使变压器再次出现故障的高发期(>20年)。
因此在新投运变压器运行后的初期,要特别注意加强设备运行监视,严格按有关规程(导则)要求对变压器进行色谱监测和分析,缩短监测周期,严密关注数据变化,避免事故发生。
而近几年,在加强设备运行监视过程中,发现新投变压器H2增长较快,为此,本文以石洞站2#变压器为例进行分析。
1 变压器技术参数及运行情况石洞站2号主变压器为SSZ10 -50000/ 110 ,2007年12月出厂。
2008年l 月投入运行。
2008年1月30日,变压器投运前对该主变油进行色谱分析,测试结果正常。
2 变压器油中H2含量超标原因分析2.1色谱试验数据分析及氢气含量超标情况变压器投运后,按要求定期对该主变进行例行油取样色谱分析时发现:与1月色谱跟踪测试结果相比,H2含量增长迅速。
840MV A变压器油中氢气含量异常升高原因分析及处理摘要:某水电站一台变压器新投运以来,油色谱分析持续出现单氢含量超标的现象,通过分析验证找到了故障原因来自水冷却器焊接使用焊料中含有的镍元素。
论证了镍元素对油中环己烷等低分子烃发生脱氢反应,所起的催化作用。
及时的处理了故障,保证了变压器的稳定运行。
关键词:变压器氢浓度脱氢反应色谱分析某水电站8#主变压器是双绕组三相升压油浸式电力变压器,冷却方式为强迫油循环水冷,额定容量840MV A,该主变压器自2004年08月24日从投运以来,H2呈加速上涨趋势,2008年5月7日油气相色谱试验测得H2含量为141ppm,2008年6月11日升至163ppm,已超过注意值150ppm。
2008年6月16日到2008年6月18日期间对变压器进行脱气处理后,其氢气含量降至22ppm,但设备投运后,2009年1月7日其氢气含量又上升至167 ppm,并呈现增长趋势,变压器极化指数与吸收比均不合格。
2009年1月取样油化结果如表一:表一:取样部位试验结果(ppm)组分氢气 H2 167甲烷 CH4 3乙烷 C2H6 0乙烯 C2H4 0乙炔 C2H2 0一氧化碳CO 82二氧化碳CO2 593总烃∑CH 31、试验分析1.1、化学试验分析根据色谱数据,按照DL/T 722-2000 《变压器油中溶解气体分析和判断导则》在4.3节提到“油中含有水,可以与铁作用生成氨。
过热的铁心层间油膜裂解也可以产生氢。
新的不锈钢中也可能在加工过程中或焊接时吸附氢而又慢慢释放到油中。
特别是在温度较高,油中有溶解氧时,设备中某些油漆(醇酸树脂),在某些不锈钢的催化下,甚至可能生成大量的氢。
”国内某变电站《主变油中氢气超标排查及处理》一文中提到另外一种产生氢气的可能性,即变压器油中低分子烃在某些催化剂(如镍等)的作用下,发生脱氢反应,生成氢气和苯。
1.2、电气试验分析为了查明氢气含量异常升高原因,对变压器进行了预防性试验:直流电阻、绝缘电阻、泄漏试验,介损测量。
变压器油氢气超标故障分析摘要:运行中的电力变压器常常会出现油中氢气含量超标而氢气含量的增长不少情况下是电性故障的前兆也会造成变压器绝缘的缺陷所以氢气含量也是变压器能否继续安全运行的重要指标之一本文通过处理一起变压器油中氢气超标事件分析氢气超标原因并给出处理措施及建议。
关键词:氢气超标;油色谱分析引言变压器无论是热故障还是电故障,都会导致绝缘介质裂解产生一些特征气体。
由于碳氢键之间的链能低,在绝缘介质的分解过程中,一般先生成氢气,因此氢气是各种故障气体的主要成分之一。
1.油中氢气含量升高的危害氢气与油中溶解的空气混合以溶解状态或悬浮状态存在于变压器油中。
当运行条件(如温度或压力)发生变化时,氢气便会以微小气泡的形式从油中析出,在狭长的缝隙中逐渐积聚并附着在绝缘表面上,这就形成了气泡性电晕放电的条件。
这种放电若发生在导线绝缘和垫块之间或导线绝缘与撑条的缝隙处,造成的危害就更大。
其理论依据是,由气体和变压器组成的混合绝缘中,空气的介电常数ε=1,而油的介电常数ε=2~2.5。
对某一局部油隙处聚集的微小气泡群,油层与气层厚度若相同,则可推算出气层中的电场强度相当于变压器油中电场强度的1倍以上。
所以在长期工作电压作用下,气泡内的烃类气体分子形成的带电粒子会导致电流瞬间增大,造成绝缘被击穿。
2.变压器油氢气超标故障案例分析2.1220kV主变压器参数该220kV主变压器型号为SZ11-80000/230,具体参数见表1所示。
表1220kV主变压器参数2.2主变压器油中氢气含量异常情况该在220kV主变压器在2015年投运,在投运第1天、第3天、第10天及第30天进行了变压器油色谱分析,各组气体含量均未超标。
2014-05-13进行油色谱分析,报告显示氢气体积分数为172.2×10-6,超出注意值(150×10-6)。
后续跟踪油色谱分析,氢气含量呈上升趋势,2014-12-08的报告显示氢气体积分数为493.7×10-6。
变压器氢气超标原因分析及处理措施摘要:目前在电力行业中,变压器得到大范围普及,但是在实际运行中,由于各种主客观因素的影响比如变压器的制造质量、调试安装以及运行环境劣化等因素,容易导致变压器出现高低温过热以及放电的故障引起变压器氢气超标。
本文结合自己的实际工作经验在相关数据通过探究变压器氢气超标原因,并给出相应的处理措施,以期为变压器氢气超标问题提供一定的参考,促进变压器在电力运行中发挥最大的作用。
关键词:变压器;氢气超标;原因分析;处理措施引言在实际工作中,为了促进电力系统运行的安全性和稳定性,降低变压器发生故障的频率,积极对变压器可能存在的安全隐患进行预知和及时发现是十分必要的,直接影响变压器的稳定工作。
大多数的变压器在长期运行后一些元件及部位的温度就会偏高,以及放电这样一来其中的变压器油、绝缘材料就有可能被分解成含有CH4、C2H2等烃类气体,而这些气体的出现会导致变压器油中氢气含量超标,而一旦发生氢气含量超标,必然会使变压器绝缘油加速老化,大大地降低绝缘材料性能乃至变压器的使用寿命,严重影响变压器的散热以及冷却效果,这样会引起绝缘破坏,造成变压器损坏及安全事故。
因此要对变压器进行定期的检查,要能够及早地发现变压器是否出现局部放电、绝缘损坏等故障的情况。
1.氢气超标对变压器的危害氢气由于具有较高的湿度,导致氢气的密度很大,增加了发电机通风损耗,降低了发电机的运行效率。
在实际工作中氢气含量超标会严重影响变压器的正常运行,易造成变压器出现短路的事故。
如果变压器氢气的含量过高,一旦工作的环境或者条件出现改变,比如运行的环境气温过热、运载过大、内部压力过高等问题发生时,变压器中的油就会变成极其小的气泡,然后从油中分离出来,聚集到绝缘材料的上面,慢慢形成气泡,为气体电晕放电提供了环境。
如果空气中含有大量的氢气,空气中的湿度就会越高,使气体的介电强度大幅度减弱,绕组就会处于潮湿的环境中,使绝缘电阻的阻值减小,在此背景下,变压器绝缘表面放电的电压就会降低,在高电压作用下,气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电引和绝缘被击穿的问题[1]。
变压器油中氢含量超标的原因分析及处理
摘要针对本厂出现的变压器中绝缘油氢含量超过注意值的现象进行了原因分析,找出了氢含量超标的原因,并提出了相应的措施及对策。
关键词变压器油;氢含量;原因分析
1故障概述
海勃湾发电厂#3、4号主变压器为:15.7/220KV。
30B为:110/6KV。
#3主变压器投运日期:2002年11月19日;#4主变投运日期是2003年1月。
#3、4主变为沈阳变压器公司制造的SFD9-24000/220型变压器,额定容量为:24000KV A,油重量为:33.4吨。
30B是#3、4主变的高备变。
投运日期是2002年11月,由特变电工新疆变压器厂制造。
油号为:DB-25(克拉玛依炼油厂)总油重:16620KG。
电压等级:110/6KV,相数:3相,冷却方式:ODAF。
自投入运行以来,一年一次色谱分析及其简化试验,电气检修还做了相应的电气试验。
2010年初30B色谱分析中发现氢含量有逐渐上升趋势,直至6月氢含量增高超标。
化验人员就采取了跟踪监督的措施。
2问题提出
根据上述现象,如果绝缘油中含气量高,由其是氢含量超标,将加速绝缘油老化,使得绝缘材料使用寿命减少一半,起不到很好的散热、冷却的效果。
及早发现设备内部是否有局部放电,如有局部放电会引起绝缘破坏,甚至造成事故。
结合我厂出现的问题,对30B绝缘油中溶解气体进行跟踪分析,其色谱分析结果如下(表1)。
同时做30B绝缘油的常规试验,如(表2)。
3故障分析
3.1可能存在原因分析
1)变压器在故障下产生的气体在其内部会有一个传质过程。
故障点产生的气泡会因浮力而上升,上升的过程中与附近油中已溶解的气体发生交换。
气体溶解在油中,由于油的对流、扩散将气体分子传递给变压器油的各部分,热解气体溶解在油中的多少决定于气泡的大小,运动的快慢。
气泡的运动与交换可以帮助我们了解故障的性质和发展趋势;
2)当热解气体达到饱和时,不向外逸散,在压力、温度的条件下饱和油内析出的气体形成了气泡。
在变压器运行时,受到油的运动、机械杂质振荡,电场的影响使气体在油中溶解度减小而析出气泡。
如果把这一点考虑进去比较符合实际情况;
3)变压器油中的气体是根据气相色谱仪进行检测的一种分析方法,能及早地发现充油电气设备内部存在潜伏性故障;
4)变压器设备产气的故障分为过热和放电。
过热包括低温过热、中温过热、高温过热。
放电包含高能量放电:又称电弧放电。
特征气体是乙炔和氢。
低能量放电:又称火花放电,是一种间歇性放电故障。
特征气体是乙炔和氢,总烃一般不高。
局部放电:指液体和固体绝缘材料内部形成的一种放电现象。
简称气泡放电。
特征气体是氢组分最多;
5)检测变压器油中溶解气体能检测出哪些气体超标,诊断变压器内部隐藏的故障。
故障下产生的气体有一定的累计性。
充油电气设备潜伏性故障所产生的可燃性气体溶解于油中,随着故障的持续,气体不断的产生、积累,最后析出气泡。
所以油中故障点积累到一定程度是诊断变压器故障存在和发展趋势的一个依据;
6)当变压器内部产生故障有气体析出时产生气体的速度要引起注意。
正常情况下充油的电气设备在热和电场的作用下也会产生一些气体,但产气速率缓慢,设备运行时间不长,脱气后,油中含气量很低时不需要用产气速率来判断,以免产生误差。
当设备内部存在故障时,运行中的变压器产生气体的速度加快;
7)对于充油的电气设备中溶解气体主要来源于空气的溶解,正常运行下产生的气体。
故障运行下产生的气体。
凡是变压器油枕用金属膨胀器(内部为不锈钢)容易与油反应,产生氢气超标的现象较高。
绝缘材料在不同温度、能量的作用下也会产生气体。
3.2故障判断
1)据表1分析,只有氢含量超标,其它组分稳定,不具备过热和放电的条件。
设备内部进水受潮或者固体绝缘中含有水分在电场的作用下都可产生大量的氢气。
表1中可以看出随时间的增长氢含量下降,说明变压器内部无水分产生。
表2中的常规试验各项指标合格表明:绝缘油中水分合格。
也无杂质。
而且相应的电气试验均合格,表明此绝缘油的物理性质和化学性质没有变,油质本身是合格的;
2)结合以上实验的分析情况,我们也积极与特变电工新疆变压器厂联系,基本判断变压器内部无故障,产氢原因不是变压器内部故障导致,而是因为变压器内部绝缘纸材质原因及气泡放电所致,随气泡量的减少,产氢量会趋于稳定。
4 结论
通过我们对高备变跟踪监督及分析处理,目前30B氢气含量稳定控制在160ul/l左右,截至目前为止无增长趋势。
通过跟踪监督及分析也使得我们增加了
处理类似问题的经验。
确保了海勃湾发电厂变压器安全稳定运行。
参考文献
[1]何郁.电力用油、气质量、试验方法及监督管理标准汇编.。