电气设备超标含气量数据分析与现场处理

电气设备超标含气量数据分析与现场处理

于鑫鑫

临沂电力学校 山东临沂 276002

摘要：电力变压器和电抗器作为电力系统的核心设备，其安全运行直接关系到整个电网的稳定性和可靠性。在运行过程中检测变压器和电抗器的健康状态，探索有效方法对其内部早期故障进行评估，对提高设备的可靠性和经济性具有十分重要的意义，同时也是智能电网建设的重要基础。

关键词：变压器；含气量；密封性能；故障处理；数据分析

引言

在检测变压器油样过程中，发现绝缘油含气量相对较高，超过了规定的标准，并呈现不断增加的趋势。同时，在设备运行过程中发现油位指标有明显差异，基本上无法保证顺畅呼吸。结合故障发生的有关经验，需科学检查，处理设备故障问题。此外，可以积极采取在线监测设备，对变压器潜在问题进行有效预测，进一步提高处理效率。

1含气量超标原因简要分析

绝大多数变压器油中含气量超标原因是外部空气进入还是变压器内部产气，只需对变压器油色谱进行分析即可。若历次色谱分析结果无明显变化，则可以判断变压器油中含气量超标进气原因为空气进入。梨园水电站已出现的5台变压器(电抗器)油中含气量超标均为空气进入引起。

空气的进入有2种途径:外部进入，即油箱存在漏气的地方，如焊缝渗漏、胶囊漏气、阀门密封不严等;变压器在安装和滤油过程中内部有空气残留，在变压器抽真空、注油和热油循环及排气等环节，内部空气未被排净，导致含气量超标。通常来讲，只要在变压器安装过程中工艺控制得当，新安装的变压器中基本不会有空气残留，运行中的变压器含气量超标原因通常为外部进气所致，最主要的是变压器呼吸器和油枕联通阀缺陷、油枕内胶囊破损等导致空气进入。

2含气量超标带来的危害

2.1造成气体继电器动作

若含气量偏高，温度和压力一旦出现改变，会快速逸出气体，直接造成气体继电器发生操作报警，从而发生断路器跳闸。

2.2减小绝缘强度

在油中气体拥有溶解保护临界数值。一般在25℃的大气压下，可与10.8%体积的空气进行有效溶解。当绕组表面附着小气泡并逐步产生大气泡而快速向上浮动时，通过高电场区域，极有可能出现局部放电现象。同时，在局部含气的油出现放电时也会出现二次气泡，从而对绝缘造成严重危害，甚至引起闪络。

2.3加快绝缘老化

在温度影响下，绝缘油若与空气中的氧气进行接触，会出现热氧老化问题。除了产生水以外，还会形成酸和油泥等。在绕组和铁芯等表面沉积油泥，对冷却效果造成一定的影响，同时也会减轻绝缘强度。

3含气量超标检查处理

3.1检查油枕内部是否为真空

在变压器正常运行过程中，呼吸器一端直接与大气相通，一端直接连通油枕内部的胶囊，胶囊为密闭状态，胶囊与油枕之间的联通阀为常闭，油枕本体上的联通阀及人孔门均封闭严密，因此，理论上正常状态下变压器油枕本体应呈负压状态。当变压器停运之后，可以首先检查油枕本体是否为真空状态。检查方式为:缓慢打开变压器油枕顶部排气塞，仔细观察有无吸气声，从而判断油枕内部是否为真空状态。如果有吸气声音，则说明油枕内部真空度良好，从而基本将变压器胶囊损坏、油枕密封不严、呼吸器联通油枕的联通阀及管道漏气等原因排除。

采用此种方法主要优点是能直接指明接下来检查的重点方向。如果真空状态良好，则说明油枕、胶囊、管道、阀门、排气塞等部分均不存在漏气现象，接下来要重点检查变压器本体和外循环冷却器是否有进气处或者有无渗漏油的地方;如果真空已经被破坏，那么说明变压器油枕内的变压器油在运行中能直接与大气接触，这也是运行中变压器含气量超标的主要原因。梨园电站曾经将5台运行时油中含气量超标的变压器(电抗器)与备用变压器做过对比，备用变压器打开油枕顶部排气塞时，有明显的吸气声，而打开5台变压器(电抗器)油枕顶部排气塞时，均无明显吸气声。

3.2脱气处理气体

气溶性不仅与气体特点和油的化学成分有关，还密切联系着溶解过程中的湿度、附近气压。处理中，先使用传统循环过滤脱气法，无法获得最佳效果。之后，使用真空双极滤油设备，在变压器内部单向往复真空脱气。真空脱气前真空度是66.66Pa，脱气后持续抽真空。为了提升脱气效果，减轻油流冲击心部绝缘的程度。这一全新的技术不仅提升了脱气水平，还发挥了脱水驱潮的作用。另外，在处理主变绝缘油过程中，尽可能避免绝缘油接触空气，防止补充油的过程中掺入空气，使主变箱体形成全密封状态。利用主变不放油循环过滤脱气，在主编箱体上部寻找适合的法兰阀门与滤油机出油管有效连接。和管路连接的接头采取扎箍实施密封，避免进入空气。具体处理操作中多次分析取样，对处理效果实施全方位检查，可使含油气量降低至0.5%。运行重新恢复后，通过在线监测系统实施追踪分析。

3.3检查胶囊是否完好

准备干燥氮气一瓶、变压器专用检漏充气工具一套。在呼吸器安装法兰处安装充气工具，打开油枕放气塞，关闭联通阀。向胶囊充入干燥氮气，充入气体压力约为5kPa，维持2h，残压不低于4kPa，则可认为胶囊完好，如果充气过程中排气塞有油渗出，停止充气。检查注意要点有以下几点。

(1)充气过程中，无论胶囊是否漏气，从排气塞处均能感知到气体出来，并且出气速度与充气速度保持正比例关系，此现象有可能造成误判。原因为胶囊在膨胀过程中将油枕内的空气挤出，充气越快，膨胀越快，则挤出的空气气流越大。

(2)给胶囊充气，用气量会比油枕本体密封检查试验时用气量大，应保持足够的耐心，直至将胶囊充鼓胀能从排气塞口处看见胶囊为止。因为当油枕本体密封试验时，联通阀已打开，油枕内已经充满了空气。在对油枕整体充气时，油枕连同胶囊整体是密封的，不需要太多的空气就能将整体充至试验压力，但对胶囊试验时，因油枕本体排气塞是打开的，充气过程中，需用充到胶囊中的气体来填充油枕本体内之前的空气，导致用气量增加。

3.4更换旁通阀，对电抗器实施热油循环处理，之后科学检测油中溶解气体含量

在真空变压器箱体内部，向下喷淋油飞散产生薄膜。在喷洒和由上至下流动油的过程中，持续增加了油面积。在真空状态下存在一段时间后，真空泵抽出了大量尚未完全脱尽的水分和气体。此外，由于它拥有良好的热传导性，相应产生了较大的热容量，一定程度上加热了干燥处置设备本身。从储油罐本体方向开始两次过滤，化验取样结果获得0.36%的含气量，明显低于0.3%，获得了较好的效果。

结语

变压器油中含气量可以及时反映变压器的密封性能。含气量的控制对保证设备的安装质量和安全投运至关重要。运行中应定期跟踪检测含气量，避免其超标对变压器的运行安全带来风险。

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