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小容量變壓器產(chǎn)氫問題分析

2024/9/27 15:46:35

引言

新投運(yùn)的變壓器偶爾會出現(xiàn)瓦斯繼電器頻繁觸發(fā)輕瓦斯報(bào)警的情況，這一異?？赡茉从诎惭b時排氣不徹底或變壓器內(nèi)部氣體生成。面對此類問題，需依托油中溶解氣體的色譜分析技術(shù)，精準(zhǔn)識別根本原因。本文基于多起35kV及66kV小型氫案例的詳細(xì)分析，系統(tǒng)闡述了機(jī)理及應(yīng)對策略，旨在為行業(yè)同仁提供有價值的參考。

一、案例

2020年，我公司供國網(wǎng)500kV變電站的多臺站用變出現(xiàn)產(chǎn)氫問題，產(chǎn)品在投入運(yùn)行后，氫氣迅速增長，并超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的注意值，有的產(chǎn)品烴類氣體也出現(xiàn)增長，但反映產(chǎn)品內(nèi)部放電的乙炔無增長。

福建某500kV變電站反饋的站用變色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

變壓器試驗(yàn)數(shù)據(jù)
產(chǎn)品型號	SZ11-800/36/0.4				聯(lián)結(jié)組別	Dyn11
油樣檢測數(shù)據(jù)
檢測日期	H₂	CO	CO₂	CH₄	C₂H₆	C₂H₄	C₂H₂	總烴
2020.11.07	5.9	24	285	1.3	0	0.1	0	1.4
2020.11.11	25.39	42	511	2.02	0.57	0.28	0	2.87
2020.12.16	468.9	37.35	411.89	31.72	9.2	0.32	0	41.24
2020.12.18	344.5	28	384	35	12.26	0.31	0	47.92
2020.12.22	523	36	364	42.49	12.77	0.32	0	55.58
2020.12.24	568	41.51	406	46.22	14.28	0.3	0	60.8

內(nèi)蒙某500kV變電站反饋的站用變色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

0#站用變

產(chǎn)品型號		SZ11-2000/36/0.4										聯(lián)結(jié)組別					Yyn0
油樣檢測數(shù)據(jù)
檢測日期		H₂		CO		CO₂		CH₄		C₂H₆				C₂H₄		C₂H₂				總烴
20200828		413.44		161.19		750.86		10.82		2.07				1.14		0				14.03
20200829		428.24		142.51		776.55		10.27		1.55				0.84		0				12.66
20200902		456.15		144.42		883.18		11.23		0.95				1.65		0				13.83
濾油后（熱油循環(huán)）
20200908		3.23		5.53		195.12		0.91		0				0		0				0.91
20200915		67.79		23.14		286.12		2.16		0.02				0		0				2.18
20201020		587.01		45.07		349.27		11.39		1.53				0.17		0				13.09
1#站用變
產(chǎn)品型號	SZ11-2000/66/0.4										聯(lián)結(jié)組別							Dyn11
檢測日期	H₂		CO		CO₂		CH₄		C2H₆				C₂H₄		C₂H₂				總烴
20200829	11.07		123.98		471.11		1.47		0.5				1.56		0.1				3.63
20200902	13.77		112.33		418.06		1.43		0.47				1.47		0.09				3.46
20200908	32.55		122.37		426.71		1.88		0.51				1.53		0				3.92
20200927	111.43		131.72		385.47		4.33		0.7				1.51		0.09				6.63
20210624	1599.04		218.58		478.69		70.5		1.68				9.02		0.09				81.29
20210628	1610.83		226.26		499.15		73.04		1.75				9.64		0.1				84.53
2#站用變
產(chǎn)品型號	SZ11-2000/66/0.4										聯(lián)結(jié)組別							Dyn11
檢測日期	H₂		CO		CO₂		CH₄		C₂H₆				C₂H₄		C₂H₂				總烴
20200828	12.26		74.76		593.72		1.91		1.69				5.69		0.11				9.4
20200902	12.45		75.98		548.83		1.89		1.71				5.48		0.11				9.19
20200908	14.63		74.02		558.51		1.9		1.74				5.78		0.12				9.54
20200927	45.98		76.02		518.56		2.67		1.65				5.41		0.1				9.83
20210624	1581.78		141.96		704.88		53.82		5.96				6.56		0.12				66.46
20210628	1481.36		132.45		705.39		52.7		5.87				6.68		0.12				65.37

二、原因分析及措施

為解決變壓器產(chǎn)氫問題，我公司作出更換承諾。在查閱相關(guān)資料后，結(jié)合DL/T722標(biāo)準(zhǔn)上氫氣超標(biāo)的幾種原因分析，確定對新生產(chǎn)的變壓器采取以下措施：

1 ）、降低層間電壓：將高壓線圈分為兩段，以降低層間電壓,防止層間電場過高，分段后層間電場降為3000V/層以下。

2）、鐵心上下夾件和墊腳所有上螺栓、螺母連接處，要求不能噴漆，已噴的要求磨掉，保證夾件、拉螺桿、旁螺桿、墊腳和油箱形成一個整體可靠連接，避免器身有接觸不良或懸浮電位產(chǎn)生放電現(xiàn)象。

3）、高壓漆包線使用QQ（縮醛）漆包線，不使用QZ（聚酯）漆包線，防止聚酯漆和變壓器油發(fā)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。

4）、器身出爐后及時裝配，保證器身不受潮。提前一天出爐緊固處理器身，然后再干燥24h出爐檢查無誤后直接下箱，以縮短總裝下箱時間，避免器身表面受潮。

5）、總裝前對油箱進(jìn)行清潔和干燥處理，保證油箱內(nèi)表面干燥。

6）、變壓器試驗(yàn)合格后，1.05倍額定電壓下空載運(yùn)行24小時，在靜置24小時后取油樣作試驗(yàn)前后對比，確定油中氫氣是否有增長。

經(jīng)采取以上措施，我公司重新生產(chǎn)了一臺SZ11-800/36/0.4變壓器，并在公司內(nèi)進(jìn)行1.05倍額定電壓長時空載試驗(yàn)，試驗(yàn)前后色譜數(shù)據(jù)如下：

產(chǎn)品型號	SZ11-800/36					聯(lián)結(jié)組別			Dyn1
1.05倍額定電壓空載前
檢測日期	H₂	CO	CO₂	CH₄	C₂H₆		C₂H₄	C₂H₂		總烴
20210506	5.21	0	245.56	0.9	1.02		0.81	0		2.73
1.05倍額定電壓空載24h后
20210511	32.58	0	276.86	0.85	0.3		0.23	0.02		1.4
第二次1.05倍額定電壓空載24h后
20210514	54.07	0	311.53	0.85	0.18		0.09	0.02		1.14
20210516	62.66	0	102.08	0.78	0		0.16	0.02		0.96

數(shù)據(jù)表明，上述措施未能解決變壓器產(chǎn)氫問題。此后，我公司又與行業(yè)內(nèi)多個廠家進(jìn)行交流，了解到小型35kV及以上變壓器產(chǎn)氫問題是一個較為普遍的現(xiàn)象，某具有國際先進(jìn)水平的合資廠家也曾因此問題召回過大批出口產(chǎn)品。某些聲稱自家產(chǎn)品沒有這個問題的廠家，也不愿意分享該問題解決的經(jīng)驗(yàn)。因此，我公司對所售35kV~110kV級產(chǎn)品進(jìn)行大量的取樣分析，發(fā)現(xiàn)連續(xù)式線圈產(chǎn)品都沒有出現(xiàn)產(chǎn)氫現(xiàn)象，氫氣超標(biāo)問題全部集中在層式線圈產(chǎn)品上。之前該問題之所以未得到反饋，是因?yàn)樵?/span>2020年之前，我公司客戶主要為非國網(wǎng)用戶，在變壓器投入運(yùn)行后，只要不發(fā)生故障，就不會對油進(jìn)行檢測。

分析認(rèn)為：小型35kV級及以上變壓器高壓線圈因電流小，多采用漆包銅圓線以圓筒式方式繞制，又因其電壓較高，其繞制的層數(shù)也多于10kV產(chǎn)品。這種方式繞制的線圈匝間、層間包裹都非常緊密，不利于干燥處理時水分的蒸發(fā)，再加上我公司地處南方，空氣濕度有時高達(dá)90%以上，生產(chǎn)車間也為普通車間，絕緣材料普遍受潮嚴(yán)重。因此判斷產(chǎn)氫的主要原因?yàn)椋壕€圈結(jié)構(gòu)原因?qū)е缕涫艹钡慕^緣材料，在干燥處理時沒有得到徹底干燥所致。

為使產(chǎn)品能夠得到徹底干燥處理，2021年10月，我公司將新生產(chǎn)的SZ11-800/36變壓器按我公司110kV級產(chǎn)品干燥程序進(jìn)行干燥處理，并在總裝后再次進(jìn)行24h連續(xù)空載試驗(yàn)和色譜檢測，結(jié)果如下：

檢測日期	H₂	CO	CO₂	CH₄	C₂H₆	C₂H₄	C₂H₂	總烴	備注
20211022	1.4	14.33	417.52	1.21	0	0	0	1.21	空載前
20211024	1.38	20.69	423.42	1.38	0	0	0	1.38	空載后
20211106	1.42	26.45	408.62	1.54	0	0	0	1.54	二次空載后
20211216	1.41	17.99	352.54	0.85	0	0	0	0.85	發(fā)貨前

檢測數(shù)據(jù)表明，按110kV級產(chǎn)品干燥程序進(jìn)行干燥處理后，經(jīng)長時空載試驗(yàn)，油中氫氣無明顯增長情況。2021年12月，該產(chǎn)品發(fā)運(yùn)到福建某500kV變電站現(xiàn)場進(jìn)行更換。2022年4月，內(nèi)蒙某500kV變電站的三臺站用變完成更換。

到目前為止，上述更換后的變壓器，經(jīng)過兩年多時間跟蹤檢測，油中氫氣已無明顯增長現(xiàn)象。

三、結(jié)語

我國變壓器源自沈陽，許多經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)也來自于沈陽，但我國氣候南北差異較大，許多適合北方干燥氣候的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不適用于南方潮濕環(huán)境。各單位在編制干燥處理的程序的時候，需結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境和車間環(huán)境、產(chǎn)品特性、甚至季節(jié)變化，并通過收集大量試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行編制，不能一味照搬以為是已經(jīng)成熟的工藝。

審核編輯(

王靜

)