劉 哲，馮跡超，司昌健，李守學

（1.國網松原供電公司，吉林 松原 138000；2.大唐長春熱力有限責任公司，長春 130000；3.國網吉林省電力有限公司電力科學研究院，長春 130021）

油色譜分析技術對發(fā)現(xiàn)充油電力設備內部缺陷具有很高的靈敏度，針對單一類型的缺陷一般能有效診斷其性質及部位，但對于混合型缺陷，大部分情況下不能準確診斷缺陷類型及確定缺陷部位，因此，現(xiàn)場專業(yè)人員通過不斷總結和積累設備缺陷診斷經驗來提高色譜診斷技術水平。2015年4月，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)某220kV 變電站3號主變壓器油色譜試驗數(shù)據異常，C2H2組分含量較高，利用“三比值法”［1］初步判斷此缺陷類型為電弧放電。經進一步分析，認為設備內部存在火花放電＋低溫過熱構成的混合型缺陷，與國網吉林省電力科學研究院研究放電類型中的“懸浮放電”類型［2］特征基本吻合，參考試驗模擬情況基本確定了放電性質及缺陷可能存在的部位，后經設備現(xiàn)場檢查確認了缺陷部位及放電類型?，F(xiàn)對這起220kV 主變壓器內部發(fā)生的混合型缺陷進行分析。

1 缺陷發(fā)現(xiàn)過程

某220kV 變電站3號主變壓器是國內某大型變壓器廠2011年9月產品，型號SZ11－180000／220，聯(lián)結組別YNd11，額定電壓（230±8×1.25%）／69kV。該設備于2011年10月安裝投運，2012年4月16日色譜例行檢測中首次發(fā)現(xiàn)油中含有C2H2組分（0.40μL／L），隨后將油色譜檢測周期調整為3個月，油中C2H2組分呈現(xiàn)緩慢增長趨勢但相對穩(wěn)定，截至2015年1月27日，油中C2H2組分體積比為0.66μL／L。2015年4月17日，色譜檢測中發(fā)現(xiàn)C2H2組分快速增長至38.57μL／L（C2H2體積比注意值5μL／L［1］），復測數(shù)據為39.40μL／L（當日平均負荷率為60%），初步判斷設備內部存在放電性缺陷。設備部分歷史色譜數(shù)據見表1。

2 缺陷分析及診斷

設備投運6個月后，油中首次出現(xiàn)C2H2組分，色譜試驗人員將檢測周期調整為3個月，又經過連續(xù)36個月跟蹤檢測發(fā)現(xiàn)C2H2組分由緩慢增長趨勢變?yōu)橥辉銮闆r，說明設備內部缺陷由初期的緩慢發(fā)展期進入到快速爆發(fā)期，如不及時采取措施將產生嚴重后果，因此專業(yè)人員對3號主變壓器缺陷情況進行了綜合分析及診斷。

a.對表1中色譜數(shù)據（2015年4月17日）利用“三比值法”判斷，獲得編碼為“101”，缺陷類型為電弧放電。

b.該設備首次出現(xiàn)C2H2組分到含量突增歷經40余月，C2H2組分呈現(xiàn)緩慢增長趨勢，CO 及CO2含量也呈現(xiàn)增長趨勢，初步排除繞組線圈等關鍵的電回路部位。

c.設備內C2H2體積比增長到38.57μL／L時，如果是內部存在電弧放電缺陷，那么設備缺陷狀態(tài)將非常嚴重甚至會發(fā)生燒損，然而該設備輕瓦斯和重瓦斯都沒有發(fā)出信號，集氣盒內無氣體，說明電弧放電的缺陷類型與設備現(xiàn)實狀態(tài)嚴重矛盾，且不合常理，因此應對設備缺陷情況進行深入分析。

表1 3號主變壓器部分歷史色譜數(shù)據 μL／L

d.對色譜數(shù)據進行綜合分析后認為，缺陷數(shù)據表現(xiàn)出混合型缺陷的特征，進行色譜數(shù)據拆分處理后得到了缺陷類型為火花放電＋低溫過熱的混合型缺陷。

e.設備油中C2H2緩慢增長的狀況說明裸金屬間隙發(fā)生的火花放電缺陷持續(xù)存在，火花放電發(fā)展到一定程度必然會進入快速爆發(fā)期，也能很好解釋C2H2組分存在40多個月后突增的情況；低溫過熱能由設備內CO 及CO2含量顯著增長進行解釋，以CO 含量為例，設備投運12個月體積比在100μL／L以內，投運30個月體積比在300μL／L 以內，投運42個月體積比在500μL／L 以內，說明缺陷涉及固體絕緣。

綜合上面5點分析，能有充分理由排除缺陷為電弧放電類型，同時對火花放電＋低溫過熱構成的混合型缺陷類型進一步分析后認為，該設備缺陷存在鐵磁回路可能性非常大。最終經過與國網吉林省電力科學研究院開展的《充油變壓器四類放電模型產氣特征的研究》項目成果中“懸浮放電”［2］模型產氣特征進行對比，數(shù)據特征吻合（數(shù)據特征對比見圖1）。診斷認為該設備的缺陷為火花放電＋低溫過熱混合型缺陷，借鑒模擬情況，認為設備缺陷部位可能位于鐵心及其相鄰絕緣部位。

3 現(xiàn)場電氣試驗

圖1 3號主變與“懸浮放電”模型產氣特征數(shù)據的對比

2015年5月9日，對3號主變壓器進行了現(xiàn)場局部放電試驗檢查，220kV 側A、B、C 相高壓繞組局放量分別為400、500、400pC（規(guī)程規(guī)定不大于100pC［3］），證明設備存在低能量放電缺陷，排除導電回路存在電弧放電（高能量放電）的可能。

4 設備缺陷檢查

對3號主變壓器進行現(xiàn)場檢查，設備放油后技術人員進入變壓器內部進行器身檢查，發(fā)現(xiàn)鐵心上鐵軛與B相繞組線圈上壓板間存在一個三角形硅鋼片角料，對應鐵軛鐵心片表面有放電燒蝕痕跡，硅鋼片角料與上壓板接觸部位已碳化。分析認為，該角料在鐵心回路漏磁區(qū)處于交變電磁場中，角料尖端與鐵心構成極不均勻電場，最終與上鐵軛相鄰部位發(fā)生裸金屬火花放電，放電同時對繞組線圈上壓板絕緣造成燒蝕碳化導致CO 及CO2增長，表現(xiàn)為低溫過熱特征。缺陷部位的確認證實設備內部缺陷為火花放電＋低溫過熱構成的混合型缺陷。

5 結論

該起220kV 主變壓器懸浮放電缺陷類型，與常見的懸浮放電缺陷就是單一火花放電的情況比較有明顯差別，是一種混合型的缺陷，因此在進行此類缺陷分析及診斷時首先不要盲目相信“三比值法”等工具得出的缺陷結論，應結合設備運行條件、設備結構及現(xiàn)實狀態(tài)等因素綜合分析結論的科學性，發(fā)現(xiàn)疑問后要細致地對設備缺陷情況及數(shù)據進行綜合判斷。

［1］DL／T 722—2014，變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則［S］.

［2］李守學.充油變壓器四類放電模型產氣特征的研究［R］.長春：國網吉林省電力有限公司電力科學研究院，2012年.

［3］Q／GDW 1168—2013，輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程［S］.