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        變壓器油中產生氫氣的原因以及常用處理方法

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        變壓器油中產生氫氣的原因以及常用處理方法

        發布日期:2023-06-07 作者: 點擊:

          我們知道,變壓器運行后,無論是熱故障還是電氣故障,Z終都會導致絕緣介質分解產生各種特征氣體。由于變壓器油紙絕緣結構中碳氫鍵的鍵能較低,分解過程中通常先產生氫氣,因此氫氣是各種故障特征氣體的主要成分之一。
          Q1:那么通過分解產生氫氣的主要方式是什么?
          答:主要有三種方式:
          (1)水的電解和與鐵的化學反應
          當油中有水時,在電場的作用下,水將被電解產生氫氣;水也會和鐵反應產生氫氣。
          (2)烷烴的裂解反應
          我們知道,變壓器油主要由烷烴、環烷烴和芳烴組成,其中烷烴的熱穩定性Z差。這些有機化合物在高溫下會裂解,變成小分子烷烴、不飽和烴(烯烴和炔烴)和氫氣。氣相色譜法和三比值法基于五種組分:氫氣、甲烷、乙烷、乙烯和乙炔。
          (3)環己烷脫氫
          環己烷是石油的主要成分之一。在精制變壓器油的過程中,由于工藝條件的限制,不可避免地會留下少量的環烷烴組分(包括環己烷)。這樣,脫氫反應(芳構化成苯和氫氣)就可能因它而在催化劑或合適的溫度下發生。
          該反應是可逆的,正方向為吸熱反應,反方向為放熱反應。當室溫下氫氣較多時,平衡向左移動,有利于環己烷的生成;當溫度升高,體系中沒有或只有少量氫氣時,平衡向右移動,有利于氫氣和苯的生成。
          由于1摩爾環己烷可以產生3摩爾氫氣,其體積比為1: 622,所以油中少量的環己烷就可能造成氫氣濃度高。
          Q2:在上述三種方法中,如何確定哪一種是氫氣超標的主要原因?
          答:如果變壓器投運前氫氣增加(一般在30μL/L以內),水分基本不變,主要原因是環己烷脫氫。
          如果調試后烴含量合格,只有氫超標(150μL/L以上),且與水含量呈正相關,主要原因是水的電解和與鐵的化學反應。
          如果碳氫化合物和氫氣都超標,則懷疑內部過熱或放電,導致烷烴發生裂解反應。
          Q3:以上三個原因,哪種方法Z合適?
          答:
          (1)水電解與鐵發生化學反應產生的氫氣超標??刹捎脽嵊脱h法除去油中的水和氫氣,或采用換油法再次真空注油(費用較高)。
          (2)烷烴裂解反應引起的氫氣、烴類超標,應采用色譜分析、三比值、入口檢驗等方法綜合判斷,確定缺陷性質后采取相應的處理措施。
          (3)如果環己烷脫氫產生的氫氣超標,可以采用真空脫氣
          變壓器投運后,處理氫氣超標的主要處理方法是熱油循環。以下是詳細介紹。

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          Q4:熱油循環法的原理是什么?
          (1)熱油循環前,對油管抽真空;
          (2)冷卻器中的油應與油箱主體中的油同時循環;
          (3)在循環過程中,濾油器加熱脫水筒內的溫度應控制在65℃±5℃范圍內,油箱內的溫度不應低于40℃。當環境溫度全天平均低于15℃時,應對油罐采取保溫措施。
          (4)熱油循環時間不應少于48h,或不少于3×變壓器總油重/每小時通過濾油器的油量,以較長者為準。
          (5)熱油循環后的變壓器油應符合表A.4中絕緣油的驗收標準..1000kV變壓器的氣體含量≤0.5%。
          Q5:熱油循環法的操作步驟是什么?
          答:(1)濾油器的進油管道接在變壓器底部的閥門上,濾油器的出油管道接在變壓器本體頂部的注油閥門上;
          (2)啟動濾油器真空泵,打開濾油器進油閥,將濾油器進油管抽真空后,打開變壓器底部的閥門,即可給濾油器加油,油自循環加熱。打開變壓器頂部的注油閥,使注油管內的空氣被真空泵排出,打開濾油器出油閥進行熱油循環加熱。
          (3)連接濾油器的出油管路時,在變壓器本體頂部的噴油閥上安裝放氣塞,利用放氣塞將管路內的氣體排出,使油管路充滿油,然后打開變壓器本體頂部的閥門進行熱油循環。
          (4)在滿油狀態下進行熱油循環之前,檢查除濕器是否安裝正確,呼吸是否順暢。
          (5)熱油循環時,濾油器出口油溫不應低于50℃,油箱內溫度不應低于40℃。熱油循環后的油應取樣檢查,以符合交接試驗標準。
          (6)熱油循環完成后,應靜置一段時間:110kV及以下不少于24小時,220 kV及330kV不少于48小時,500kV不少于72小時。
          (7)待變壓器靜置后,多次排出套管、升降座、冷卻裝置、氣體繼電器和泄壓裝置中的氣體,并啟動潛水泵,直至氣體排出。
          (8)儲油箱中的排氣須按照制造商的規定進行。
          以帶膠囊儲油箱的變壓器為例,波紋管儲油箱沒有呼吸器,熱油循環的操作步驟要和廠家商定,制定專門的技術方案。
          總之,熱油循環過程中要難點關注溫度、閥門、靜置、排氣、油質。

        本文網址:http://www.giovannisone89.com/news/741.html

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