220kv主变穿墙套管油色谱氢气超标分析及处理.doc

220KV主变穿墙套管油色谱氢气超标分析及处理
上海上电电力工程有限公司外一项目部
陈毅峰
摘要:外高桥一厂1#机组主变220KV穿墙套管为CRW2-220/1250-4由西安高压电瓷
厂1993-1995年生产,1994-1996年投运至今. 近年来,穿墙套管油中氢含量上升明显,特别是#1主变220KV C相穿墙套管氢含量达到710×10,除油中的氢含量超标外,其它特征气体都很少或为零,且水分含量也均在合格范围内,为保证设备的安全运行,必须查明原因结合检修消除此缺陷,以防故障扩大,影响设备正常投运。
关键词:氢气跟踪试验换油抽真空-6

1#机组主变220KV穿墙套管为1#机主变与220KV升压站的重要连接部件,一旦由于穿墙套管的缺陷长期未解决,造成扩大事故,后果将不堪设想。此穿墙套管为单纯的氢气超标,且水分含量也均在合格范围内,故可排除油中的氢气是由于水分电解或设备内部故障所产生。

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表1 1#主变穿墙套管C相油质气相色谱试验报告:

互感器油中最有可能产生氢气的途径有三条,分述如下:
的电解及与铁的化学反应
一般说来,当油中存在水分时,在电场的作用下,水分将发生电解产生氢气:
水分也可与铁发生反应放出氢气: 3H2O+2Fe→3H2+Fe2O3
但是,由于穿墙套管内部一般都保持微正压状态,而且设备密封性能优良,很少有可能内部受潮。同时,由数据可见,油中氢气含量与油中含水量并无直接关系,因此可以认为套管油中氢气含量偏高,不太可能是由于受潮而引起的。
变压器油主要由烷烃、环烷烃和芳香烃组成,其中烷烃的热稳定性最差。这些有机物在高温下会发生裂化。在裂化过程中,主要是由大分子烷烃转变成小分子烷烃、不饱和烃(烯烃和炔烃)及氢。用气相色谱分析法检测充油设备内部故障的诊断原理即是以此为依据。由于当设备内部存在故障引起过热或高温而发生裂化反应时,与不同的故障温度相对应,必然会伴随一些气态烃的产生,如甲烷、乙烷、乙烯、乙
炔等,而本事例的油中只有氢气含量高,其它特征气体很低,由此可以断定,不可能是由设备内部故障所引起的。
环己烷的脱氢反应
环己烷是石油(也是变压器油)的主要成份之一。环烷烃中有一种环己烷,%-1%,℃,。在炼油过程中,由于工艺条件的限制,难免要在变压器油的馏分中残留下少量的轻质馏分,其中也可包括环己烷。这样,在某些条件(如催化剂,温度等)下,就可能因它发生脱氢反应(芳构化)而产生氢。
常用的催化剂往往也是加氢催化剂,故催化反应常是一平衡体系。正方向是吸热反应,逆方向是放热反应。在常温下并有较多氢气存在时,平衡向左移动,有利于环己烷的生成;温度提高,同时体系中没有或只有少许氢气时,平衡向右移动,有利于氢和苯的生成。在正反应中,1mol环己烷可生成3mol氢气。,1mol环己烷的体积为:
1mol环己烷重量/环己烷密度=环己烷分子量/环己烷密度=84/=108Ml=
生成物氢与反应物环己烷的体积之比为22