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摘要:简要分析某750kV变压器从发现氢气超标、分析原因及最终处理的过程。
关键词:油浸式变压器;氢气异常;色谱分析
引言 随着科技的不断发展,人们对电的需求也提高了很多,电力行业不仅要提供足够的电能,而要可靠的提供电能。变压器是输力系统中是十分重要的设备,对油浸式变压器油进行气相色谱分析已经变成判断油浸式变压器有无缺陷和故障的重要手段,可以判断故障类型以便于制定相应的处理措施。
1气相色谱法在充油电力设备中的应用
气相色谱法是色谱法的一种,是以载气为流动相,利用色谱柱对混合气体进行物理分离的一种色谱法。气相色谱法具有灵敏度高、定量精度高、高选择性、样品用量小、分析快速、定性重复性好、设备简单以及应用范围广泛等优点。在充油电力设备中广泛应用该方法对变压器油中溶解气体的组分和含量进行检测,以便于分析设备的故障以及潜在的故障。在实际生产中证明这种检测方法的开发和应用使充油电气设备内部存在故障的检测方法取得了里程碑的进步,尤其是这种检测方法可以在设备部停电的时候进行,因此可以点定期的对运行的充油设备进行内部故障诊断,以确保设备安全稳定的运行。
2实际案例分析
某变电站750kV主变压器型号为型号ODFPS-500000/750,2019年06月制造,2020年03月完成安装,在保管期于2020年4月23日3号主变油进行色谱分析,发现油中氢气含量超出标准值,具体数据见下表:
相别 | H₂ | CH₄ | C₂H₄ | C₂H₆ | C₂H₂ | CO | CO₂ | 总烃 | 试验日期 |
A相 | 28.071 | 14.296 | 27.175 | 0.259 | 0.037 | 0.149 | 0 | 0.445 | 2020.4.23 |
B相 | 95.371 | 13.147 | 43.769 | 0.435 | 0.004 | 0.227 | 0 | 0.706 | 2020.4.23 |
C相 | 65.32 | 15.188 | 28.641 | 0.348 | 0 | 0 | 0 | 0.348 | 2020.4.23 |
3事故分析
现场选取主变C相在作为产氢原因的排查
从2020年4月26日~5月19日,选取主变C相(产品编号1190028003)进行整体(冷却器)滤油,直至油中氢气含量低于2ppm时停止滤油,滤油后关闭所有冷却器与储油柜之间的阀门,验证本体、冷却器、储油柜在单独密封条件下,是否有单氢增长的进行验证排查,各阶段色谱测试数据如下表
取样部位 | H2 | CO | CO2 | CH4 | C2H4 | C2H6 | C2H2 | 总烃 | 试验日期 |
本体(滤油前) | 92.10 | 20.66 | 77.88 | 0.55 | 0.06 | 0.24 | 0 | 0.85 | 2020.4.26 |
冷却器(滤油前) | 79.15 | 18.69 | 126.94 | 0.49 | 0.05 | 0 | 0 | 0.54 | 2020.4.26 |
本体(循环5天取样) | 2.34 | 0.88 | 10.37 | 0.07 | 0 | 0 | 0 | 0.07 | 2020.5.14 |
本体(滤油后静放5天) | 17.22 | 4.11 | 17.33 | 0.09 | 0 | 0 | 0 | 0.09 | 2020.5.19 |
冷却器1#(滤油后静放5天) | 839.91 | 4.34 | 38.86 | 0.33 | 0 | 0 | 0 | 0.33 | 2020.5.19 |
油枕(滤油后静放5天) | 3.35 | 0.77 | 26.29 | 0.10 | 0 | 0 | 0 | 0.10 | 2020.5.19 |
(1)、5组冷却器内油中氢气增长较快(氢气含量在312-840ppm之间)。
(2)、储油柜内油中氢气含量3.35ppm,排除其产氢的可能,同时此数据也可佐证排除变压器油自身产气的情况。
(3)、变压器本体油中氢气含量在17ppm左右,经核实,现场滤油后,考虑到现场昼夜温差大(15℃左右),为避免油热胀冷缩对冷却器密封产生影响,冷却器上部阀门有轻微开启,应是在此期间冷却器油中的氢气扩散至本体油中所致。
4事故处理
现场对主变压器现场进行冷却器更换及热油循环脱气处理,同时改进优化工艺,采用主体顶部出油、下部进油的方式,同时间断开启油泵,使脱氢效果更彻底、时间更短。处理后每月进行跟踪取样,直至投运前数据如下:
相别 | H₂ | CH₄ | C₂H₄ | C₂H₆ | C₂H₂ | CO | CO₂ | 总烃 | 试验日期 |
A相 | 3.82 | 7.96 | 150.96 | 0.69 | 0.07 | 0.20 | 0 | 0.92 | 2020.9.3 |
B相 | 1.43 | 11.74 | 55.48 | 0.36 | 0.08 | 0.25 | 0 | 0.69 | 2020.9.3 |
C相 | 5.59 | 19.37 | 64.46 | 0.36 | 0.08 | 0.21 | 0 | 0.65 | 2020.9.3 |
主变未投运静放阶段产氢为非故障性单氢增长,更换冷却器后油中氢气含量明显下降,结合对生产过程的原材料、关键工序、试验情况的排查结果,以及对现场冷却器进行了分段验证分析,判定主变产氢的原因是冷却系统本身导致。
参考文献:
【1】GB50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》
【2】周舟《变压器故障色谱诊断分析》