220KV主變穿墻套管油色譜氫氣超標分析及處理

本文格式為Word版，下載可任意編輯——220KV主變穿墻套管油色譜氫氣超標分析及處理220KV主變穿墻套管油色譜氫氣超標分析及處理上海上電電力工程有限公司外一工程部陳毅峰摘要外高橋一廠1機組主變220KV穿墻套管為CRW2-220/1250-4由西安高壓電瓷廠1993-1995年生產(chǎn),1994-1996年投運至今.近年來，穿墻套管油中氫含量上升明顯，更加是1主變220KVC相穿墻套管氫含量達成71010-6,除油中的氫含量超標外，其它特征氣體都很少或為零，且水分含量也均在合格范圍內(nèi)，為保證設(shè)備的安好運行，務(wù)必查明理由結(jié)合檢修消釋此缺陷，以防故障擴大，影響設(shè)備正常投運。

關(guān)鍵詞氫氣跟蹤試驗換油抽真空1．設(shè)備簡介1機組主變220KV穿墻套管為1機主變與220KV升壓站的重要連接部件，一旦由于穿墻套管的缺陷長期未解決，造成擴大事故，后果將不堪設(shè)想。此穿墻套管為單純的氫氣超標，且水分含量也均在合格范圍內(nèi)，故可擯棄油中的氫氣是由于水分電解或設(shè)備內(nèi)部故障所產(chǎn)生。

2.缺陷分析2.1近期的油質(zhì)氣相色譜試驗報告表11主變穿墻套管C相油質(zhì)氣相色譜試驗報告采樣日期設(shè)備名稱氫甲烷乙烷乙烯乙炔總烴一氧化碳二氧化碳水2022.4.111主變穿墻套管C相6836.23.120.5029.87911044112022.6.241主變穿墻套管C相7106.32.621.10308351075102.2油中氫氣的來源互感器油中最有可能產(chǎn)生氫氣的途徑有三條，分述如下2.2.1水分的電解及與鐵的化學(xué)回響一般說來，當油中存在水分時，在電場的作用下，水分將發(fā)生電解產(chǎn)生氫氣水分也可與鐵發(fā)生回響放出氫氣3H2O2Fe→3H2Fe2O3但是，由于穿墻套管內(nèi)部一般都保持微正壓狀態(tài)，而且設(shè)備密封性能優(yōu)良，很少有可能內(nèi)部受潮。同時，由數(shù)據(jù)可見，油中氫氣含量與油中含水量并無直接關(guān)系，因此可以認為套管油中氫氣含量偏高，不太可能是由于受潮而引起的。

2.2.2烷烴的裂化回響變壓器油主要由烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成，其中烷烴的熱穩(wěn)定性最差。這些有機物在高溫下會發(fā)生裂化。在裂化過程中，主要是由大分子烷烴轉(zhuǎn)變成小分子烷烴、不飽和烴烯烴和炔烴及氫。用氣相色譜分析法檢測充油設(shè)備內(nèi)部故障的診斷原理即是以此為依據(jù)。由于當設(shè)備內(nèi)部存在故障引起過熱或高溫而發(fā)生裂化回響時，與不同的故障溫度相對應(yīng)，必然會伴隨一些氣態(tài)烴的產(chǎn)生，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，而才能例的油中只有氫氣含量高，其它特征氣體很低，由此可以斷定，不成能是由設(shè)備內(nèi)部故障所引起的。

2.2.3環(huán)己烷的脫氫回響環(huán)己烷是石油也是變壓器油的主要成份之一。環(huán)烷烴中有一種環(huán)己烷，它在石油中的含量約為0.5-1，其沸點為80.8℃，密度為0.78g/cm3。在煉油過程中，由于工藝條件的限制，難免要在變壓器油的餾分中殘留下少量的輕質(zhì)餾分，其中也可包括環(huán)己烷。這樣，在某些條件如催化劑，溫度等下，就可能因它發(fā)生脫氫回響芳構(gòu)化而產(chǎn)生氫。

常用的催化劑往往也是加氫催化劑，故催化回響常是一平衡體系。正方向是吸熱回響，逆方向是放熱回響。在常溫下并有較多氫氣存在時，平衡向左移動，有利于環(huán)己烷的生成；

溫度提高，同時體系中沒有或只有少許氫氣時，平衡向右移動，有利于氫和苯的生成。

在正回響中，1mol環(huán)己烷可生成3mol氫氣。1mol氫氣在標準狀態(tài)下的體積是22.4L，1mol環(huán)己烷的體積為1mol環(huán)己烷重量/環(huán)己烷密度環(huán)己烷分子量/環(huán)己烷密度84/0.78108Ml0.108L生成物氫與回響物環(huán)己烷的體積之比為22.43/0.108622即當油中含有百萬分之一的環(huán)己烷并加入脫氫回響時，就可產(chǎn)生62210-4的氫氣。可見，假設(shè)這一回響能在穿墻套管油中發(fā)生，只要油中存在極少的環(huán)己烷，就可能展現(xiàn)氫濃度高的現(xiàn)象。

綜上所述，穿墻套管中單純產(chǎn)生較高氫氣的現(xiàn)象與環(huán)己烷的脫氫回響最為吻合。而且，這個回響在運行的穿墻套管中也確是有條件發(fā)生，這是由于，穿墻套管的構(gòu)件中有不銹鋼合金部件，合金中鎳是一種出名的加氫和脫氫催化劑。在環(huán)己烷脫氫制苯回響中，鎳具有雙向催化功能，在正逆兩個方向的回響中它都能起催化作用。

穿墻套管油中氫濃度的增高過程可以設(shè)想如下在設(shè)備投運初期，油中有較多的環(huán)己烷，沒有或只有少量的氫，在電場和鎳的催化作用下，這時的脫氫回響速度大于加氫回響速度，氫濃度增高。經(jīng)較長的運行時間后，正逆回響的速度逐步接近，結(jié)果達成了平衡，此時油中氫氣濃度升至最大值。

3.處理方法3.1跟蹤試驗對油中展現(xiàn)的單純氫氣超標而水分含量又在合格范圍內(nèi)的處境，可舉行一段時間的跟蹤試驗。跟蹤試驗工程應(yīng)為色譜分析和微水分析。因設(shè)備內(nèi)部并無故障，故不應(yīng)歸入有絕緣缺陷之列。

3.2換油更換穿墻套管油這一處理方法的優(yōu)點是簡樸，但如更換后的油中含有較多的環(huán)己烷，盡管當時油中氫濃度很低，但隨著穿墻套管的投入運行，油中的脫氫回響不斷舉行，氫氣濃度將逐步還會上升。套管如需要換新油（油質(zhì)符合GB766587標準耐壓50kV,介質(zhì)損率耗≤0.5,微水≯15ppm）時，把套管內(nèi)部的油放凈;關(guān)閉進油閥,開啟真空泵抽真空,啟動真空濾油機投入兩組加熱器把油加熱至60℃,真空表指示達成133Pa時擰開進油閥,注滿油為止,真空泵連續(xù)再抽lh真空,而后關(guān)閉真空閥門,中斷真空泵;擰下進油嘴把油放凈。第一次沖洗完畢后,用一致的方法再沖洗一次。套管二次沖洗后,關(guān)閉進油閥,開啟真空泵在真空度達成133Pa時,再持續(xù)抽4h。開啟真空濾油機,投入加熱器把油加熱至60℃,擰開進油閥注入套管1/3油量,關(guān)閉進油閥,真空泵再抽2h,再注1/3油量,今后用一致方法,又注1/3油量分三次注油是制止套管內(nèi)死角處存有氣體當注至小油箱的油位線時,關(guān)閉進油閥,再抽4H真空可。

時間標準按照表1。

表1抽真空時的時間要求3.3真空脫氣即是利用設(shè)備停電檢修期間，從穿墻套管的放油閥充入枯燥的氮氣壓力為0.4Mpa，由于穿墻套管的上部有確定的空間，這樣，當?shù)獨獯┻^油向上運動時便呈現(xiàn)一類似“水開沸騰“的現(xiàn)象，加速油中的氣體主要是氫氣從油內(nèi)部跑出，然后，再將真空橡膠管接到穿墻套管的加油閥上，用真空泵抽真空數(shù)小時即可。為此所用的設(shè)備和連接方法見附圖。

3.4套管運行前要按照以下程序舉行預(yù)防性試驗套管的試驗工程和要求序號項目要求1主絕緣及電容型套管末屏對地絕緣電阻1）主絕緣的絕緣電阻不應(yīng)低于10000MΩ2）末屏對地的絕緣電阻不應(yīng)低于1000MΩ2主絕緣及電容型套管對地末屏tgδ與電容量20℃時的tgδ（）值比應(yīng)大于下表數(shù)值油紙電容型0.82）當電容型套管末屏對地絕緣電阻小于1000MΩ,應(yīng)測量末屏對地的tgδ，其值不大于23）電容型套管的電容值與出廠值或上一次試驗值的區(qū)別超出5時，應(yīng)查明理由3油中溶解氣體色譜分析油中溶解氣體組合含量（體積分數(shù)）超出以下任一值時應(yīng)引起留神H250010-6CH410010-6C2H2210-6（110