張 勇

(中國南方電網(wǎng)公司超高壓輸電公司，廣東廣州510630)

1 011B B相色譜數(shù)據(jù)

011B B相換流變內(nèi)2008年2月5日以來，一直運行良好，油色譜組分正常，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 011B B相本體正常油色譜分析數(shù)據(jù) 單位μL/L

從表1中可以看出，溶解氣體濃度正常，都沒有達(dá)到DL/T 722-2000推薦的330kV及以上的變壓器油中溶解氣體濃度注意值(∑C、C2H2和H2注意值分別為150μL/L、1μL/L 和150μL/L［2］)。

2008年2月5日至3月2日，換流變一直處于檢修狀態(tài)，3月4日換流變恢復(fù)運行。2008年5月12日取樣油色譜分析發(fā)現(xiàn)乙炔、總烴和氫氣都明顯增多，乙炔和氫氣濃度超過注意值，乙炔濃度的值超過了運行年限在五年以下的正常變壓器油中特征氣體組分的極限值15μL/L［3］，總烴沒有超過注意值。隨后立即對011B B相換流變油進(jìn)行取樣復(fù)測，并且分別送至不同單位進(jìn)行油色譜檢測，縮短油色譜檢測周期至每天一次，油色譜異常后的檢測氣體濃度如表2所示。

表2 011B B相本體2008年異常油色譜分析數(shù)據(jù)單位μL/L

從表2中可以發(fā)現(xiàn)(排除一次氫氣的錯誤數(shù)據(jù))，兩家單位分析數(shù)據(jù)基本相同，排除了油色譜分析錯誤的可能性，說明換流變確實發(fā)生了異常，乙炔含量略有增長，但是十分緩慢，氫氣幾乎沒有變化，考慮到試驗數(shù)據(jù)分析的允許范圍內(nèi)的誤差，可以認(rèn)為氫氣不增長，其他特征氣體變化都不大，且含量很小，在正常范圍內(nèi)。

2 換流變故障分析與處理

2.1 換流變故障分類及檢測方法

油浸式變壓器的故障常被分為內(nèi)部故障和外部故障兩種。內(nèi)部故障主要類型有:各相繞組之間發(fā)生的相間短路、繞組的線匝之間發(fā)生的匝間短路、繞組或引出線通過外殼發(fā)生的接地故障等。外部故障主要類型有:絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的接地短路，引出線之間發(fā)生相間故障等而引起變壓器內(nèi)部故障或繞組變形等。變壓器的內(nèi)部故障從性質(zhì)上一般又分為熱故障和電故障兩大類。熱故障通常為變壓器內(nèi)部局部過熱、溫度升高。電故障通常指變壓器內(nèi)部在高電場強(qiáng)度的作用下，造成絕緣性能下降或劣化的故障。根據(jù)放電能量密度的不同，電故障又分為局部放電、火花放電和高能量電弧放電三種故障類型［4］。

目前對于充油變壓器不停電檢測早期故障方法有電測法、超聲測法和色譜分析法。電測法靈敏度高，但抗干擾性能差;超聲測法抗干擾能力強(qiáng)，可以“定位”，但靈敏度較低;色譜分析法對局部過熱或電弧放電靈敏，但對局部放電靈敏度不高，重要的是判斷故障的發(fā)展趨勢。

2.2 換流變故障類型的判斷

通過對換流變外部檢查，排除換流變外部故障的可能性，從氣體組分來看，熱故障所產(chǎn)生的氣體主要為甲烷和乙烯，一般不產(chǎn)生乙炔，即使產(chǎn)生乙炔，其含量也不超過總烴的2%，而本臺換流變主要產(chǎn)生的故障氣體為乙炔，所以排除是內(nèi)部故障中的熱故障，那么就可以斷定為內(nèi)部故障中的電故障。由于總烴含量小于150μL/L，排除電弧放電的可能，因為電弧放電一般產(chǎn)生氣體急劇，產(chǎn)氣量大，總烴含量遠(yuǎn)大于150μL/L。根據(jù)不同故障類型產(chǎn)生的氣體［2］判斷目前換流變?yōu)閮?nèi)部低能量放電中的火花放電，主要產(chǎn)生乙炔和氫氣，由于色譜檢驗周期很短，且組分變化不明顯，推斷為間歇性放電。又因為局部放電還產(chǎn)生大量的甲烷，排除局部放電可能，但不能排除早期是否出現(xiàn)過局部放電現(xiàn)象。

2.3 產(chǎn)生故障原因分析

由于故障能量不高，排除繞組匝間短路、繞組或引出線通過外殼接地、鐵芯故障、分接頭開關(guān)故障、油流帶電故障等，可能的故障來源有:螺栓松動形成懸浮電位而引起火花放電;油中雜質(zhì)引起火花放電;溫度變化較大引起析出氣體;換流變充電及換流變本身的絕緣材料產(chǎn)生氣體;還有可能來自換流變套管油泄露、潛油泵故障等。

由于氣體組分變化不明顯，無明顯增長趨勢，總烴含量不大，不能確定一定存在故障，所以不適于用三比值法進(jìn)行此故障的判斷。

2.4 采取的措施

當(dāng)時即將進(jìn)入6月份開始的迎峰度夏期間，對此換流變的故障判斷結(jié)果，直接影響是否更換換流變，因為迎峰度夏期間負(fù)荷大，供電緊張，停電檢修更換換流變，影響和損失會很大。

經(jīng)過對進(jìn)線1.1套管的油色譜分析，結(jié)果正常，乙炔濃度為0μL/L，排除泄露可能。通過對潛油泵進(jìn)行超聲波局部放電定位，并與油色譜正常的運行換流變壓器進(jìn)行對比，結(jié)果無異常，排除潛油泵損壞的可能性。對換流變內(nèi)部進(jìn)行超聲波局部放電定位，未發(fā)現(xiàn)明顯故障點。縮短對換流變離線取樣的周期，油色譜分析2～3天一次，加裝油色譜在線測試裝置，實時監(jiān)測氣體變化。

召開換流變專家分析會，最終統(tǒng)一認(rèn)為:由于故障能量不大，短期內(nèi)不會引起大的故障發(fā)生，立即更換換流變的做法是不經(jīng)濟(jì)的;而且由于故障能量不大，更換后也不能確定一定能發(fā)現(xiàn)故障點，更換下的換流變將面臨既不能作為備用，也不能作為故障變壓器的尷尬。應(yīng)加強(qiáng)油色譜在線分析的監(jiān)視，同時做好更換換流變的準(zhǔn)備工作方案。

2.5 后續(xù)分析總結(jié)

2008年的迎峰度夏順利度過，011B換流變B相的乙炔和氫氣均緩慢下降，這與022B換流變A相自投運以來一直存在乙炔超過注意值情況十分相似，011B換流變B相自2008年6月份以后的部分典型色譜分析數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 011B B相本體2008年6月以后油色譜分析數(shù)據(jù)μL/L

從表3中數(shù)據(jù)分析可知，此間換流變一直運行正常，內(nèi)部未發(fā)生火花放電或者局部放電。2009年1月停電期間對011B換流變B相進(jìn)行了絕緣油脫氣處理，并進(jìn)入換流變內(nèi)部進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，在本體內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了一個墊片，但未發(fā)現(xiàn)有放電痕跡，不能判斷異常由此墊片引起。至2009年7月，多次進(jìn)行的油色譜分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，乙炔的含量基本保持在3～4μL/L，其他氣體組分正常。說明換流變內(nèi)部故障不明顯或近期不存在故障發(fā)生。

綜合以上分析，造成換流變乙炔和氫氣超標(biāo)的原因可能為以下幾種情況:①油中雜質(zhì)引起火花放電。換流變運行時溫度較高，絕緣紙中水分傳遞給油，使油的含水量升高，反之，溫度降低，紙將吸取油中水分［3］。如果換流變停止運行或氣溫驟降，溫度降低了，油紙中含水量在達(dá)到新的平衡之前，油中的水分析出，引起油中的雜質(zhì)纖維受潮，造成火花放電［4］，產(chǎn)生氫氣和乙炔。待達(dá)到新的平衡后，火花放電現(xiàn)象消失，變壓器恢復(fù)正常運行。②由于換流變運行時存在直流偏磁現(xiàn)象及制造本身繞組磁通較大的特點［5］，溫升容易加大，鐵芯層間油膜裂解可能產(chǎn)生氫氣。換流變絕緣材料本身在某種特定的運行狀況下生成乙炔氣體。

3 結(jié)束語

目前高壓大容量換流變的故障分析尚在探索階段，很多分析仍基于常規(guī)變壓器的故障分析來判斷，由于換流變自身的特點不同，有些故障不易分析出來。對于換流變油色譜分析中出現(xiàn)單一的乙炔和氫氣超標(biāo)這一現(xiàn)象，在國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司中都多次出現(xiàn)過，之后超標(biāo)氣體含量又緩慢下降或趨于穩(wěn)定，造成這一現(xiàn)象的根本原因還有待進(jìn)一步分析和研究。

［1］DL/T 722-2000，變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則［S］.

［2］操敦奎.變壓器油中氣體分析診斷與故障檢查［M］.北京:中國電力出版社，2005.

［3］董其國.電力變壓器故障與診斷［M］.北京:中國電力出版社，2001.

［4］趙畹君.高壓直流輸電工程技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2004.