张旭山，常新海

（酒钢（集团）宏晟电热公司，甘肃嘉峪关 735100）

1 事件经过

2015年8月18日，某电厂#1启备变在线色谱分析仪氢含量超过报警值达到580.23 μL/L，其它气体色谱含量无较大幅度变化，取样送检实验室做全色谱分析，结果与在线色谱仪数据一致，说明变压器油中实际氢含量真实升高。使用真空滤油机滤油后氢含量降低至4.57 μL/L，变压器投入运行后，氢含量又逐渐升高，两个月后又达到报警值，数据见表1。

而相同容量、相同生产厂家，相继投入运行的另一台#2 启备变在线色谱分析数据稳定，无较大变化。

2 处理过程

2015 年8 月18 日，第一次氢含量超标，使用真空滤油机进行滤油，滤油后色谱分析各气体含量均达到最小含量值。变压器恢复运行后氢含量逐渐缓慢升高，每天都有一定量的增长。

2017年4月，第二次氢含量超标后，处理使用同型号真空滤油机进行滤油，并对油温加热进行严格控制。

2018年5月，第三次氢含量超标后，处理使用同型号真空滤油机进行滤油，对变压器出油管道改变了位置，增加了备用油箱，将变压器底部排污堵丝拆除，更换为带阀门的排污接引管，利用变压器底部排污接引管将变压器油从最底部放至备用油箱，再对备用油箱中的变压器油进行真空滤油，然后将备用油箱的油返回变压器。

2018年5月，氢含量未超标，为巩固第三滤油成果，安排了第四次滤油，彻底根治氢含量逐渐上升问题，除使用第三次滤油方法外，另外将变压器底部排污接口管道的另一侧使用千斤顶顶升一定高度，有利于将变压器底部含水的油顺利排出至备用油箱。

3 变压器油产气机理

常用的变压器油主要是指变压器类设备用的矿物绝缘油，它的作用是冷却、绝缘。矿物绝缘油是一种天然碳氢化物的混合物，由石蜡基原油和环烷基原油提炼而来，主要包括烷烃、环烷烃、芳香香烃等烃类组分。变压器运行过程中，由于过热或故障，变压器油会产生多种气体，变压器中的绝缘材料也会释放出一些气体，通过对变压器油中溶解气体的定性、定量分析，可分析变压器存在的潜伏性故障。见表1～5。

表1 1#启备变在线色谱分析数据 单位：μL/L

4 原因分析

（1）本案只有氢气含量超标，其他气体含量正常，对照表2所列故障产气特征分析：本案与局部放电故障产气特征接近。分析如下。

表2 变压器故障类型与产气特征对应表［1］

（a）电弧放电，主要产生的是乙炔和氢气；其次产生的是甲烷、乙烯和乙烷，本案只有氢气产生，与电弧放电故障产气特征不符。

（b）火花放电，主要产生气体为乙炔、氢气。本案只有氢气产生，没有乙炔产生，与火花放电故障产气特征不符。

（c）局部放电主要产生的是氢气，占氢烃总量的90%以上；总烃的含量不高，除氢气外，其次是甲烷，占总烃的90%以上。本案只有氢气产生，其他气体含量较少，与局部放电故障产气特征接近。

（d）低温过热，总烃的主要成分为甲烷和乙烷；本案特征气体中没甲烷和乙烷；所以排除低温过热故障。

（e）中温过热故障中，氢气、总烃超标。变压器绝缘油总烃中乙烯、乙烷、甲烷和氢气均会出现明显增长。本案只有氢气超标，乙烯、乙烷、甲烷未出现明显增长，与中温过热故障产气特征不符。

（f）发生高温过热故障时，变压器油中溶解的总烃、乙炔、乙烷、甲烷、氢气等气体成分浓度不断增加，本案只有氢气超标与高温过热故障产气特征也不符。

（2）定量分析本案符合表3局部放电对应关系

表3 特征气体与变压器故障对应关系［1］

对照表3 局部放电总烃不高，氢气＞100 μL/L，但甲烷占总烃的主要成分，本案氢气580.23 μL/L，总烃29.79 μL/L，甲烷27.90 μL/L。

（3）使用三比值法进一步准确验证变压器内部存在局部放电

对照表4，编码规则计算出三比值法编码为010，对照表5，编码010 对应“局部放电”（乙炔/乙烯=0/0=0；甲烷/氢气=27.90/580.23=0.048＜0.1；乙烯/乙烷=0/1.88=0）

表4 改良三比值法的编码规则［1-3］

表5 改良三比值法的故障类型判断方法［1-3］

综合分析，造成氢气含量超标的原因是变压器内部存在局部放电；而高湿度、高含气量能引起油中低能量密度的局部放电［3］。

处理过程也验证了变压器油中含水份（主要集中在变压器底部），是变压器造成局部放电的原因所在。

5 结束语

综上分析，变压器油氢色谱超标主要原因是变压器油中含的水使得变压器内部出现局部放电；局部放电又造成氢气含量超标。变压器油中氢气含量超标只是表面现象，实质原因是变压器油中含水，滤油只滤油中的氢，油中的水分滤不出，治标不治本；处理的关键是将变压器底部变压器油的含水份滤出，正确有效的滤油方法是将变压器底部的变压器油排除至备用油箱，进行有针对性的滤油。

变压器是火电厂重要电气设备，做好日常定期油脂是监督工作，对于电厂的安全稳定运行很重要，另一方面，投产前的变压器安装过程以及变压器大修过程也应认真做好油脂监督工作，进而保证设备安全稳定运行。