[行业技术文章]变压器油中氢气含量异常的分析与处理

王建中山西省广灵供电支公司（037500）

1　概况

变压器不管是热故障仍是电故障，终都将致使尽缘介裂解发生各类特征气体。由于碳氢键之间的链能低，在尽缘的分化进程中，通常为师长教师成氢气，是以氢气是各类故障特征气体的主要成份。

2　主要缺陷情况

一座110kV变电所新投运的主变压器，投运时就因油中乙炔含超标而屡次进行脱气处置，及格后投运不到一年的时间，变压器压力释放溢油，油中氢气含严重超标，年夜到达246μL/L，油中其它气体含正常而且变化不年夜，对其进行各类电气实验，实验数据全数正常。

为进一步检查变压器油中氢气含超标的缘由，与厂家进行分析后，将变压器放油进行了检查，未发现问题，经过脱气处置油中氢气含为5.9μL/L。

脱气后对变压器进行一周一次色谱分析，年夜约5个月后油中氢气含又到达227.78μL/L，接近尺度的注重值，油中其它气体含正常而且变化不年夜，对其进行各类电气实验，实验数据正常。检查处置进程中历次的色谱分析数据如表1所示。

表1　色谱分析数据表

3　缺陷缘由分析

传统的电气实验方式，如丈绕组的尽缘电阻、吸收比、介损、直流泄漏电流和丈油的尽缘强度，可以间接地定性领会变压器进水受潮情况，所以仍是现场普遍采用的方式。

变压器受潮缺陷经由过程对变压器油进行油耐压实验和油中含水实验可以进行判定，但这两种方式有一定的条件。丈运行变压器油中含水及油耐压应注重变压器油温度的影响，尽在顶层油温高于50℃的情况下采样，否则难于判定。这是由于在分歧的温度下消融在油中的水份有分歧的饱和消融，饱和消融值随温度升高而增年夜，因而在高温下，尽缘纸中水份进进油中，当温度下降时，油中水份有一部门向纸中扩散，使油的含水下降。一般来说，运行温度越高，纸中的水份向油中扩散越多，因而使油中含水增高。实现平衡需要一个较长的进程(以月计)。是以用油中含水的几多来判定变压器的受潮是很不周全的。非凡是情况温度很低的情况下。

由上所述，温度变化时，纸中含水与油中含水有一个平衡进程。按理在高温时纸中含水将随油中水份的增加而减小，当温度下降时，油中的水份将被纸吸收，使纸的含水增高。但计较成效讲明，在密封条件较好的变压器中，假设没有外部水份的渗进，在分歧温度下引发油中水份的变化即使全数与尽缘纸的变化相平衡，纸中含水的变化幅值也是很小的。因油中含水是以10－6暗示，而纸中的含水以10－2暗示。变压器中纸含水的尽对要比油中多得多，不能凭据某一温度下测得油中含水直接从文献中的油纸含水与温度平衡曲线中往猜度纸的含水。可以认为分歧的平衡曲线都是在分歧的系统内部条件下获得的，即除油、纸系统华夏有的水份外，还有外界空气中水渗进了平衡系统。运行多年老化的成效，也会增加一定水。哄骗热油轮回干燥变压器就是让纸里的水份不竭地扩散到油中往，其实不断地滤往油中接近饱和的水份，削减平衡系统内的水份。所以可以哄骗该变压器分歧温度下的油的响应含水的变化范围(纸中水份基本不变)来判定是否合适平衡曲线的纪律，作为辅助性判定，假设差异很年夜，则可能受潮。

变压器内部进水受潮是一种内部窜伏性故障，其特征气体氢气含很高。客观上假设色谱分析发现氢气含超标，而其它成份并没有增加时，可年夜致先判定为装备含有水份，为进一步判定，可加做微水份析。致使水份分化出来有两种可能：一是水份和铁发生化学元素反应；二是在高电场作用下水份子分化。装备受潮时固体尽缘材料含水比油中含水要年夜100多倍。而氢气含高，年夜多是由于油、纸尽缘内含有气体和水份，所以在现场处置装备受潮时，仅靠使用真空滤油法不能持久地下降装备中的含水，其缘由决议于真空滤油对于装备整体的水份影响有多年夜。

4　变压器进水受潮后的干燥

对进水受潮后的变压器的处置方式是干燥，干燥的方式有多种，今朝现场年夜型电力变压器多采用热油真空雾化干燥法进行干燥，实践证实是有用的。

该方式是把变压器油箱内的油全数放出，另备一定数目的油作为干燥的传热前言，其具体数目随变压器年夜小而异，通常是变压器油箱总油的1/10～1/8。对干燥用油有严酷的要求：

①油中水份含要小于10ppm；

②90℃时油的介损应为0．2％；

③油的火花放电电压应年夜于50kV。

干燥时首先将干燥用油加热到105℃±5℃后，再用油泵将油送进油箱，经由过程特制的喷嘴，使热油酿成雾状，喷向变压器器身，使温度高升，水气蒸发。从尽缘物中蒸发出来的一部门水份被真空泵抽出，一部门由雾状油沿器身往下被带到箱底后，随油轮回带到滤油机排出。将热油喷成雾状的益处是，既可削减具有压力的热油冲击器身，又能扩年夜热油与器身的接触面积，有益于干燥。干燥时热油的流由喷嘴出口喷出的油压年夜约为190～290kPa。

干燥竣事后，要把干燥用油全数从油箱里排出油箱外。后在吊心检查后，进行真空注油。

5　结论

变压器油中氢气含跨越国标注重值，但油中其它气体含及电气实验都正常时，应斟酌变压器受潮的情况。

(1)色谱分析的主要特点：一是油中烃类组分含正常，而油中含氢且单项偏高；二是油中含氢气的凹凸与微水含成正比关系，且含氢的变化滞后于微水含的变化。

(2)这类现象的主要缘由：一是水份和铁发生化学反应；二是在高电场作用下水份子的分化。

(3)针对这类情况建议将变压器进行完全的真空干燥处置，简单地使用真空滤油机进行脱气往往不能处置该缺陷。