500千伏干式变压器和电抗器的健康分析

通过对500千伏运行过程中以及反应堆在四川地区投入运行以来的油中溶解气体、气体含量和油品质量的分析，对反应堆的健康状况进行了综合评价。关键词：500kV高压电阻抗；500千伏；溶解在油中的气体；油中气体含量；四川省投入运行的500千伏系统由五个变电站组成：二滩、广安二厂、施百清、昭觉、红沟、王龙和南充。系统的安全性与各厂站主要设备的健康状况密切相关。然而，充油设备的健康状况离不开对设备的油液质量监测和早期故障诊断。王龙站、昭觉站、红沟站和二滩电厂于1998年投入运行。施班青站2002年投产；南充站2003年投产；广安电厂于2004年投产。500千伏主变压器及高阻抗配电(广安电厂不算):11台主变压器，共33相。其中：产6期，进口27期。其分布和制造商见表1。

高阻：共11套33相。其中：产7期，进口26期。其分布和制造商见表2。

1设备健康状况分析1.1高阻中油质油品质量分析由于干式变压器油在运行和使用的门槛下会逐渐氧化，油的物理、化学和电气性能会发生变化。随着氧化的深入，油中含有各种酸和酸性物质，会提高油品的导电性，降低油的绝缘性能。石油深度氧化的较终产物是油泥。当油泥从油中沉淀出来，形成粘稠的沥青质，粘附在绝缘材料、干式变压器(电抗器)壳体边缘的壁上，沉积在循环油道、散热片等处，其后果不仅加速绝缘材料的破坏，而且导致干式变压器(电抗器)失去吸收冲击负荷的能力，严重影响散热，造成干式变压器(电抗器)线圈局部过热。它对设备的安全运行构成威胁。根据GB/t7595-200《运行中干式变压器油质量标准》中规定的试验项目和质量标准，对干式变压器和高电阻散装油进行分析，进而了解油品质量变化。1.2干式变压器和高气阻的分析充油干式变压器和高气阻变压器的绝缘系统主要由绝缘油和固体绝缘材料组成。在正常运行过程中，由于电场、热量、湿度和氧气的作用，上述介质会随着运行时间发生缓慢氧化，除了一些非气态的降解产物外，还会产生少量的氢气、低分子烃类气体和碳氧化物。其中，CO(一氧化碳)和CO2(二氧化碳)较多，其次是氢气和烃类气体。这些气体大部分溶解在油中。当上述设备存在潜在故障时，上述气体的产生速度会加快。并且由于断层类型不同，产生的气体有不同的特征。比如局部放电时总会有H2(氢)；温度高一点过热总会有C2H4(乙烯)。电弧放电时总会有C2H2(乙炔)。因此，通过对设备油中溶解气体的分析，可以在不停电的情况下，及时发现设备油中是否存在潜在故障。C1C2(总碳氢化合物)和氢(H2)是反映绝缘油过热的指标。一氧化碳是反映固体绝缘材料过热的主要指标。1.3干式变压器和高阻油中气体含量的分析工作油中的气体含量(主要是油中的空气含量)与设备的密封程度有很大关系，与油的质量无关。也就是说设备的密封性好，运行时油的气体含量能保持在标准值范围内；否则，油中的气体含量会随着时间的增加而增加，甚至达到饱和状态，即油中的气体含量可以达到10%左右。因此，在我运行的干式变压器油质量标准(GB7595)中，油中气体含量指标不超过3。运行绝缘油(主要成分为空气)中溶解的气体在低场强时没有明显影响，但在高场强作用下，容易发生气体碰撞和解离，油中会发生气隙放电，可能导致绝缘击穿，危及设备安全运行。随着电压等级的提高，油中气泡对绝缘强度的影响将更加有害。2500千伏主变压器及高阻2.1油质状况健康状况分析自各厂站主变压器及高阻投入运行后，油质项目监测结果显示正常。二滩电厂2号主变A相和6号主变B相油色明显变暗(与本厂其他相相比)。两相油颜色较深，说明油品具有初期老化的特性。根据油品质量检测结果，两个阶段均合格，与2001年10月的油品质量分析数据相比没有明显变化，但油品质量监管工作不能放松。2.2油中产气分析1)主变压器油中产气(共11套33相)。投产以来，根据现场设备运行情况和色谱分析结果，32相主变压器油中气体生成量 #p#分页标题#e#

(1)石油高抗气产量统计。

从表4可以看出：C1 C2溶于油的平均值不高。油中溶解H2的含量，无论是平均值还是较大值，都不高且不稳定。(2)不同生产厂高阻(始终正常)产气的比较。与俄罗斯6套高阻和奥地利12套高阻相比，上述高阻已运行4-5年。天然气产量见表5和表6。

从表5和表6可以看出：根据近几年石油中溶解的C1 C2和CO的含量，俄每年的高阻约为奥的两倍。气体产量可能与制造商设备的结构和绝缘材料有关。奥地利高抗油中溶解的C1 C2和一氧化碳含量普遍较低。(3)俄奥高抗油中溶解的H2含量低。(3)油中异常高的气阻统计(俄罗斯产)。王龙2号高阻C相(1998年投入运行)、普红1号高阻A相(1999年投入运行)、普红3号高阻B相(1998年投入运行)、普红3号高阻C相(1998年投入运行)。色谱分析表明油中溶解气体含量高。其特征气体和三个比率(三个比率代码：020)反映了这种情况

况表明：四台高抗均属低温过热(150～300℃)。值得注意的是：2004年色谱分析表明，除龙王2号高抗C相外，其余三相总烃含量较去年仍在上升。其中普洪三线高抗B相上升较快，油中总烃的绝对产气率(2004年8月色谱分析)已达8.2mL/d。其总烃含量增长情况如图2所示。对这些设备应加强监督。(4)有严重缺陷高抗的产气情况(5台，俄罗斯生产)。这5台高抗均安装在自贡洪沟站(普洪一线B、C相，普洪二线A、B、C相)。型号为：POM6C-60000/550，于1998年开始分期投运。投运后色谱分析表明，5台高抗油中溶解气体异常增大，H2、C1 C2超标，有微量C2H2。由三比值法判断确定，均属低温过热。普洪一线B、C相，普洪二线B、C相振动值超标［注：设备订货合同规定，电抗器的振动峰一峰值(取机壳体振动位移)，电抗器外壳上的较大振动值(在1.15额定电压下)，不超过100μm］。

经先后对普洪一线B、C相和普洪二线B、C相检查发现：①中间铁芯与上铁轭之间空隙过大，致使电抗器振动和噪音较大。②铁芯夹件都存在接地不良。主要原因是钢夹件接地的角铁有油漆，造成接地不良。有明显的过热烧焦现象。③压铁芯的七颗大螺杆和顶部的压板的接地有较大的缺陷。经处理，振动大，色谱超标的缺陷取得较好结果。为了与正常设备色谱数据比较，列出普洪一线高抗B、C相处理前色谱分析数据，见表7。

表7中数据表明，两相高抗内部均有明显的局部过热。众所周知，油中溶解气体的绝对产气速率与故障消耗能量大小、故障部位和故障点的温度有直接关系。两台高抗油中C1 C2的绝对产气率均大于GB/T1252-2001中注意值(即≥12mL/d)。从表7中可知：两相高抗CO的绝对产气率均小于GB/T1252-2001中注意值(即 来源：佳工机电网