本文通过介绍六台变压器氢气异常增高的现象,结合大量试验数据,分析了异常原因,并出了几点建议。 
  关键词变压器;氢气超标;原因分析 
  1 引言 
  近年来,某公司多台变压器出现了氢气含量单项迅速增高的异常现象。本文中笔者依据大量试验数据,重点对其产生原因进行了分析,并出了几点建议。 
  2 异常现象 
  在28年-212年间,某公司共发现6台运行中的变压器自投运以来历次油色谱分析结果显示氢气单项含量逐年增高,甚至出现了超过注意值的异常情况。具体为徐家川变1、2号主变27年投运前分析和28年周期分析,色谱数据正常。从28年以后历次油色谱周期分析氢气含量明显升高,到212年时达到最高值2μL/L,随后逐渐回落,其发展趋势详见表一。四龙变1号、2号主变、皋兰变2号主变、刘川变2号主变自投运初油色谱结果就存在氢气,运行一段时间后,氢气含量明显升高。以上4台变压器油中氢气含量也在212年达到最高值,均超过行业标准DL/T 722-2《变压器油中溶解气体分析和判断导则》和国家电网企业标准Q/GDW168-28《输变电设备状态检修试验规程》所规定的注意值。 
  为分析其变化趋势,试验人员缩短周期进行了跟踪测试,根据测试结果,对其异常原因进行分析。 
  3.1 进水受潮 
  氢气增高因首先判断变压器内部是否进水受潮。当变压器内部进水受潮时,油中水分和含湿杂质易形成”小桥”,或者绝缘油中含有气隙均能引起局部放电而产生氢气;水分在电场作用下产生电解反应,也可以产生大量的氢气。因此,试验人员在色谱跟踪的同时,对上述5台变压器同时进行了油简化分析,多次试验数据表明,绝缘油击穿电压较高,油介损值和绝缘油微水含量均较低,表二为212年试验数据。因此,可以说明油中氢气含量的异常增高不是因为绝缘油本身的质量变化引起的,也可以排除变压器受潮和外部水分浸入等是造成的绝缘油中氢气含量较高的原因。 
  3.2 内部故障 
  根据近几年变压器油色谱跟踪分析结果,这6台变压器油中H2、CO和CO2三种气体的增长趋势明显,而烃类气体含量虽略有增加,但增速都相对缓慢,且其绝对值都没有超过注意值。为了更直观地分析各种组分的增长情况,下面以徐家川变2号主变油色谱跟踪数据为例来说明,详见表三。由表三可知,该主变H2的绝对值和产气速率都超过了导则规定的注意值,CO和CO2的增速虽然较快,但其增速基本符合本地区正常增长的经验值。再从总烃来看,其绝对值和增长速率均在正常范围内,由此可判断该主变压器内部不存在潜伏性故障。 
  另外,在色谱跟踪的同时,也对这6台变压器进行了电气试验,试验结果均未出现异常。再次证明氢气异常增高不是因为变压器内部潜伏性故障引起的。 
  3.3 制造厂原因 
  从这6台变压器的制造厂来看,其中四龙变1、2号主变、皋兰变2号主变、刘川变2号主变均是同一变压器厂出品,其比重在异常变压器制造厂家中超过了6%。而该制造厂变压器在运行过程中,因制造工艺不精而发生故障的情况时有发生。因此,不能排除制造厂工艺问题。 
  四龙变1号、2号主变、皋兰变2号主变自投运以来油色谱分析结果就有较高的氢气含量,分析原因可能为其变压器制造过程工艺不精,变压器固体绝缘材料在制造过程中水分烘干不彻底,或采用了某些油漆如醇酸树脂等。使得变压器在投运后固体绝缘材料中所含潮气在电场作用下受热分解,导致氢气与氧气不断产生。另一方面设备中的某些油漆(醇酸树脂),在温度较高、特别是油中有溶解氧时,也可能生成大量的氢。 
  从表一的氢气变化趋势图可以看出,徐家川变1、2号主变氢气增长趋势基本一致,而这两台变压器又同属一个厂家,因此也不能排除制造厂原因。从表三数据可知,2号变投运一年后色谱分析氢气含量为,以后油色谱分析氢气含量增长较快,超过注意值,其他特征气体含量正常,分析其原因可能为变压器固体绝缘夹层或间隙中的潮气未完全脱去。徐家川变2台主变刚投运时,负荷较轻,变压器本体油运行时温升不高,固体绝缘材料中的潮气在绝缘漆覆盖下不足以逸散至油中,所以投运一年后周期油色谱分析结果正常。投运一年后,该变电站所带硅铁负荷增长较快,且变化急剧,以致变压器温升忽高忽低,其固体绝缘材料中的潮气也在热和电的作用下不时逸出,从而油色谱分析结果氢气含量逐渐升高,甚至超过了规程所规定的注意值。 
  3.4 安装原因 
  从这6台变压器的安装单位来看,除刘川变2号主变外,其余5台变压器均为某县电力施工单位所安装,在安装单位中的比重超过了8%。并且,据了解,该单位是首次安装11千伏变电站,在油品处理相关方面经验欠缺。因此,不能排除其安装过程中油品处理不严谨、不规范而导致的气体异常增高;或原注入油就含有某些气体等。 
  4 几点建议 
  (1)近年来试验数据及运行经验已证明,在非故障情况下,有时氢气单项含量也可能较高。此时,应加强跟踪,具体分析其产生原因,且不可盲目滤油、换油,浪费大量人力物力。 
  (2)变压器出厂时,应对其制造过程工艺及出厂试验情况加强监督,防止设备带隐患投入运行。 
  (3)设备安装前,应对安装单位资质进行仔细审查,并在安装过程中加强油品处理环节的监督和检查,防止设备在运行过程中出现不明原因的异常。 
  参 考 文 献 
  1 DL/T722-2,变压器油中溶解气体分析和判断导则S 
  2 温念珠.电力用油实用技术.北京中国水利水电出版社,1998 
  3 李建明,朱康.高压电气设备试验方法.北京中国电力出版社,21 
  作者简介 
  刘军海(1978-),工程师,本科,毕业于华北电力大学(北京)电气工程及其自动化专业,主变电设备检修工作。 
  武存英(1983.-),助理工程师,本科,毕业于重庆大学电气工程及其自动化专业,主从事高压试验及油务化验工作。