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        一起變壓器內(nèi)部過熱故障的分析和處理

        2013-10-08 07:28:18梁流銘馬麗軍林偉耀
        浙江電力 2013年7期
        關鍵詞:變壓器故障分析

        梁流銘,馬麗軍,王 敏,林偉耀

        (寧波電業(yè)局,浙江 寧波 315000)

        變壓器油色譜分析可以發(fā)現(xiàn)變壓器的內(nèi)部故障缺陷,在發(fā)現(xiàn)油色譜數(shù)據(jù)異常后,應對變壓器油進行跟蹤監(jiān)測,以消除故障隱患。

        1 發(fā)現(xiàn)變壓器油中氣體異常

        某110 kV變壓器型號為SSZ9-50000/110,2005年12月8日投入運行。

        2010年9月6日,發(fā)現(xiàn)總烴量和H2含量較上次試驗增加很多,于是增加油色譜試驗頻次。2010年12月10日試驗中發(fā)現(xiàn) H2含量 218.78 μL/L,總烴含量253.9 μL/L,已超過GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》中規(guī)定的注意值。2010年數(shù)次油色譜跟蹤分析數(shù)據(jù)如表 1所示[1]。

        2 油色譜分析

        如有載調(diào)壓油箱與主油箱間未能完全隔離或密封件損壞,則前者的某些油、氣可能污染后者并導致誤判斷。C2H2/H2>2時,一般認為有載調(diào)壓有污染的跡象,從表1可計算出C2H2/H2=0.02?2,故有載調(diào)壓分接開關室的油、氣向變壓器本體滲漏可能性不存在。

        以12月28日試驗數(shù)據(jù)為例,總烴含量很高,但C2H2不是總烴的主要成分,總烴中主要氣體是CH4和 C2H4, 其次是 H2和 C2H4, 并且 CH4和 C2H4的含量占總烴比例為86.8%,大于80%,根據(jù)特征氣體判斷法初步判定為過熱性故障[2]。

        表1 油中溶解氣體數(shù)據(jù) μL/L

        為了進一步確定故障的性質(zhì),運用三比值法進行分析,以12月28日油中溶解氣體含量為三比值分析對象,計算得C2H2/C2H4=0.005,CH4/H2=1.23,C2H4/C2H6=4.97,根據(jù)三比值法編碼規(guī)則,編碼組合是022,所對應的故障類型為高溫過熱,這也印證了特征氣體判斷法的故障類型[3]。

        由于變壓器運行的時間比較長,加上空氣中CO2對試驗結(jié)果的影響,油中溶解氣體中含有一定量的CO和CO2是正常的。并且從表1可以看出,CO和CO2有微弱的增長趨勢,但是增長的幅度較小。以12月28日計算得CO2/CO=2.97<3,因此,故障可能涉及到固體絕緣。

        綜上所述,通過對油中溶解氣體的特征氣體法和三比值法分析,初步判定變壓器內(nèi)部存在過熱性故障,并且此故障可能涉及到固體絕緣。為了進一步確認故障類型和故障的大體部位,有必要對變壓器進行電氣試驗。

        3 電氣試驗

        2010年12月29日做了變壓器大修前全套電氣試驗,項目有直流電阻、繞組頻率響應、短路阻抗、繞組及鐵芯絕緣電阻及吸收比、介質(zhì)損耗tanδ等。除變壓器高壓側(cè)直流電阻有異常外,其余試驗結(jié)果均正常。高壓側(cè)直流電阻數(shù)值如表2所示。

        表2 高壓側(cè)直流電阻試驗值

        從表2可以看出,第1檔到第5檔和第14檔到第17檔的三相平均誤差明顯偏大,遠遠大于誤差標準值2%,第6檔到第13檔的數(shù)據(jù)在合格的范圍內(nèi)。根據(jù)不同檔位繞組分接頭的對稱性,基本可以判定故障在繞組的第5抽頭處。同時從表2可以看出,A,B兩相繞組直阻數(shù)據(jù)正常,C相繞組直阻數(shù)據(jù)明顯偏大,其中三相平均誤差偏大正是C相繞組偏大導致的。因此,可以進一步判斷此故障可能是C相繞組第5抽頭接觸不良所致。

        結(jié)合電氣試驗和油中溶解氣體分析,基本確定是C相繞組第5抽頭處由于接觸不良或者絕緣損壞引起的高溫過熱性故障,同時故障還可能涉及到固體絕緣。為了能夠盡快消除故障,確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行,決定吊罩檢查。

        4 吊罩檢查及處理

        變壓器吊罩后,檢修人員進行了全面詳細的檢查,發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)C相繞組第5抽頭處絕緣表面顏色較深,有發(fā)黃的痕跡,剝開繞組絕緣表面,發(fā)現(xiàn)焊點脫落,有明顯燒焦的跡象,見圖1所示。造成這一故障可能原因有:

        (1)繞組在運輸過程中的振動、初次安裝或重新安裝過程中的反復扯動,導致絕緣擦傷。

        圖1 變壓器故障部位

        (2)繞組在出廠時焊接部位未處理妥當,加之長時間的運行老化,在焊接部位出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。

        (3)繞組本身結(jié)構(gòu)及絕緣不合理,導致繞組有些部位絕緣性能較差。

        由于接觸不良或絕緣性能損壞,導致接觸電阻增大,在大電流通過時表面發(fā)熱燒損。如果變壓器繼續(xù)運行,可能導致繞組絕緣部分碳化,最終形成繞組短路,發(fā)展為致命性故障。

        處理措施:削離燒損的絕緣紙和包扎紗帶,在焊接脫落處重新進行低溫磷銅焊處理,再用絕緣紙和紗帶包扎完好,最后檢查并緊固各夾件和螺栓。

        變壓器修理后再次進行試驗,高壓側(cè)繞組各檔位的直流電阻值均恢復正常,誤差在0.5%以內(nèi),短路阻抗、繞組頻率響應、變比及絕緣電阻等各項試驗均合格,變壓器投運后油色譜跟蹤試驗,各項試驗數(shù)據(jù)合格,運行正常。

        5 結(jié)語

        以油色譜分析結(jié)果結(jié)合電氣試驗對變壓器的運行和故障狀況進行綜合分析,可以較準確地判定故障類型、原因及部位。為了更好地監(jiān)測變壓器運行狀況,建議有條件的單位可安裝變壓器油色譜等相關在線監(jiān)測裝置,開展實時在線監(jiān)測,確保變壓器安全可靠運行。

        [1]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.

        [2]DL/T 722-2000變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則[S].北京:中國電力出版社,2005.

        [3]孫才新,陳偉根,李劍,等.電氣設備油中氣體在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)[M].北京:科學出版社,2003.

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