宋曉波

（神華國華三河發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 廊坊 065201）

變壓器絕緣油色譜數(shù)據(jù)的變化，往往反映了變壓器一定的缺陷。本文通過跟蹤我廠#2 高廠變修后絕緣油的色譜數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，并結(jié)合近期的檢修狀況和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，分析出了絕緣油中出現(xiàn)乙炔的原因，并提出了處理方法，最終驗(yàn)證分析正確。

1 故障實(shí)例

#2 髙廠變型號(hào)為SFF-40000/23，由保定變壓器 廠制造，該變壓器因在2008年11月28日低壓側(cè)母線短路事故中損壞，于2009年1月修復(fù)返廠，修復(fù)中對(duì)變壓器繞組進(jìn)行了整體更換，采用最新?lián)Q位導(dǎo)線工藝，材質(zhì)采用自粘半硬銅材質(zhì)，于2009年1月投入運(yùn)行。至今已運(yùn)行4年，期間經(jīng)歷過兩次小修，工作均為常規(guī)性檢查及預(yù)防性試驗(yàn)，未進(jìn)行吊罩檢修。2013年4月#2 機(jī)組大修，修后6月19日對(duì)#2高廠變絕緣油進(jìn)行色譜分析，油中出現(xiàn)乙炔2.9μl/L，見表1。

表1 2013年#2 高廠變修后色譜數(shù)據(jù)

2 油中出現(xiàn)乙炔原因分析

2.1 乙炔的產(chǎn)氣原因

絕緣油是由許多不同分子量的碳?xì)浠衔锓肿咏M成的混合物，由于電或熱故障的結(jié)果可以使某些C-H 鍵和C-C 鍵斷裂，又重新化合成低分子烴類氣體，根據(jù)溫度和能量的不同，依次產(chǎn)生甲烷、乙烷、乙烯、乙炔，依次需要越來越高的溫度和越來越多的能量。

變壓器絕緣油中乙炔產(chǎn)生的途徑主要有以下幾個(gè)方面：電弧、火花放電等因素；和變壓器電弧放電或運(yùn)行中局部過熱超過700℃。此外，其他的常見因素還有：①變壓器油在處理過程中加熱器溫度過高或?yàn)V油機(jī)加熱裝置不合理；②變壓器油質(zhì)量本身質(zhì)量問題，比如使用再生油做原料進(jìn)行凈化處理；③補(bǔ)焊，變壓器注滿油后，發(fā)現(xiàn)焊縫滲油補(bǔ)焊或補(bǔ)焊其他零件。

2.2 歷史數(shù)據(jù)分析

在調(diào)取#2 高廠變2013年之前的歷次油色譜數(shù)據(jù)中，均未有乙炔出現(xiàn)且其他組份氣體均在合格范圍之內(nèi)，見表2。

2013年5月#2 高廠變檢修過程中的色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，見下表3。

由表2、表3數(shù)據(jù)可以看出，該變壓器修前及修中絕緣油各項(xiàng)色譜數(shù)據(jù)均正常，確認(rèn)變壓器修前無缺陷。

2.3 修后分析

6月19日機(jī)組起動(dòng)并網(wǎng)后，對(duì)#2 高廠變色譜進(jìn)行化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)含有2.9μl/L 乙炔。連續(xù)跟蹤1 周色譜數(shù)據(jù)見表4。

表2 修前#2 高廠變歷次油樣化驗(yàn)色譜及水分

表3 修中#2 高廠變油樣化驗(yàn)色譜及水分

表4 帶電1 周內(nèi)#2 高廠變絕緣油色譜數(shù)據(jù)

從上表的數(shù)據(jù)，可以看出隨著時(shí)間的推移乙炔的含量沒有發(fā)生明顯的變化及增長，其他烴類氣體也無明顯變化，檢修期間進(jìn)行的變壓器油微水含量分析試驗(yàn)、變壓器繞組絕緣電阻、吸收比試驗(yàn)、繞組tgδ測(cè)試、泄漏電流測(cè)試等試驗(yàn)，數(shù)據(jù)均正常。

另外，從#2 高廠變2013年6月投運(yùn)后的數(shù)據(jù)分析，①乙炔含量無增長趨勢(shì)，烴類氣體穩(wěn)定，因此判斷不存在電弧及火花放電現(xiàn)象；②變壓器濾油后化驗(yàn)色譜數(shù)據(jù)均合格后方進(jìn)行注油，排除加熱裝置及變壓器油本身質(zhì)量問題。

為進(jìn)一步確定產(chǎn)氣原因，回顧#2 高廠變主要檢修工作，除常規(guī)性檢查及預(yù)防性試驗(yàn)外還進(jìn)行了如下工作：5月17日廠家技術(shù)人員到廠（其中一名焊工）處理#2 高廠變滲漏點(diǎn)，撤油至頂部大蓋左右后對(duì)其滲漏點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)焊處理。焊工對(duì)#2 高廠變低壓側(cè)第一組冷卻器下法蘭母管裂紋（見圖1中焊點(diǎn)1、2）進(jìn)行電焊堵漏，焊接前已將冷卻器上、下法蘭截門關(guān)閉（見圖2中1、2），焊接結(jié)束后將冷卻器中變壓器油經(jīng)放油孔（見圖1中3）放掉，并打開冷卻器上法蘭對(duì)冷卻器進(jìn)行沖洗約10min。工作前對(duì)#2高廠變?nèi)∮瓦M(jìn)行色譜及水分化驗(yàn)，并將變壓器油放至專用油罐進(jìn)行濾油，油取樣化驗(yàn)合格，向#2 高廠變回注至原油位后打開第一組冷卻器上下法蘭。

圖1 變壓器第一組冷卻器下部焊點(diǎn)示意圖

2.4 綜合判斷

綜上，初步分析#2 高廠變壓器A 修后產(chǎn)生乙炔的原因?yàn)椋?2 高廠變散熱器底部聯(lián)管焊接后，雖進(jìn)行放油處理，但因散熱器為片散式，無強(qiáng)油循環(huán)，殘油無法徹底排盡，焊接產(chǎn)生的氣體遺留在片散內(nèi)，變壓器投運(yùn)后鐵心和線圈把熱量首先傳給在其附近的油，使油的溫度升高。溫度高的油體積增加，比重減小，就向油箱的上部運(yùn)動(dòng)。冷油將自然運(yùn)動(dòng)補(bǔ)充到熱油原來的位置。這樣，因油溫的差別，產(chǎn)生了油的自然循環(huán)流動(dòng)。既熱油從變壓器油箱的上部，沿散熱器的內(nèi)表面向下流，在向下流的過程中把熱經(jīng)片散傳給空氣，被冷卻的油從散熱器下部進(jìn)入油箱，然后經(jīng)各油道上升，在上升過程中把線圈和鐵心的熱量帶走，熱油又匯于油箱上部（見圖2，箭頭代表油流方向）。這樣，周而復(fù)始不斷循環(huán)，焊接產(chǎn)生的氣體慢慢擴(kuò)散至本體內(nèi)部。

3 運(yùn)行措施及處理

3.1 運(yùn)行措施

1）運(yùn)行中加強(qiáng)絕緣油色譜數(shù)據(jù)分析，前10 天每天取樣分析色譜數(shù)據(jù)，并分析變化趨勢(shì)，以后縮短取樣周期（由3月/次縮短至1 周/次），并跟蹤乙炔及其他特征氣體變化趨勢(shì)（見表5），當(dāng)乙炔含量出現(xiàn)明顯增長時(shí)，應(yīng)立即組織召開專題分析會(huì)。

2）加強(qiáng)變壓器日常巡視檢查，跟蹤變壓器聲音、溫度變化。

圖2 片散式冷卻器油循環(huán)示意圖

表5 運(yùn)行中#2 高廠變絕緣油部分色譜數(shù)據(jù)

3.2 停機(jī)處理

1）對(duì)變壓器油進(jìn)行脫氣處理。

2）變壓器油合格后，繼續(xù)熱油循環(huán)直至油中無乙炔，且其他氣體在合格范圍內(nèi)。2014年8月，#2機(jī)組檢修中，按照既定措施對(duì)#2 高廠變絕緣油中乙炔問題進(jìn)行了治理。通過預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)與歷次試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，無明顯變化趨勢(shì)，同時(shí)對(duì)變壓器絕緣油進(jìn)行脫氣處理，詳細(xì)處理流程如圖3所示。

圖3 #2 高廠變絕緣油處理流程

經(jīng)過上述處理，分別取變壓器本體、油枕及散熱器底部共3 個(gè)油樣進(jìn)行化驗(yàn)，數(shù)據(jù)均合格且一致，在連續(xù)跟蹤1、4、10、30 天色譜中烴類氣體含量，數(shù)值平穩(wěn)見表6。這也充分驗(yàn)證了此前關(guān)于變壓器絕緣油中出現(xiàn)乙炔原因的分析，即變壓器內(nèi)部確無異常，故障氣體確由電焊造成。

表6 停機(jī)處理后#2 高廠變絕緣油色譜數(shù)據(jù)

（續(xù)）

4 結(jié)論

1）當(dāng)檢修投運(yùn)后出現(xiàn)乙炔，應(yīng)綜合分析機(jī)組起動(dòng)前色譜數(shù)據(jù)，考慮合閘沖擊對(duì)變壓器的影響，通過連續(xù)跟蹤色譜數(shù)據(jù)及電氣參數(shù)變化以進(jìn)一步判明故障原因，同時(shí)首先應(yīng)排除檢修過程中的產(chǎn)氣因素，如焊接作業(yè)措施不當(dāng)，分接開關(guān)位置移動(dòng)造成接觸不良等。

2）當(dāng)運(yùn)行中出現(xiàn)乙炔時(shí)，應(yīng)高度關(guān)注，此時(shí)可能變壓器內(nèi)部存在放電或電弧，這時(shí)的色譜數(shù)據(jù)呈異常變化趨勢(shì)，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)氣速率和產(chǎn)氣量進(jìn)行分析，必要時(shí)需立即停電處理，避免擴(kuò)大事故。

[1] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/T 7252—2001.變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則[S].2001.

[2] 楊奇嶺.變壓器油中氫氣含量異常情況的分析[J].變壓器,2002,39(8): 37-40.

[3] 高文勝,錢政,嚴(yán)璋.電力變壓器固體絕緣故障的診斷方法[J].高電壓技術(shù),1999(1): 26-28.