劉韌強(qiáng)

國網(wǎng)安徽省電力公司淮北供電公司 安徽 淮北 235000

0 引言

變壓器作為電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，它的健康狀況直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于大型變壓器設(shè)計、制造、材料質(zhì)量和運(yùn)行等諸多方面的原因，設(shè)備的惡性故障時有發(fā)生，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，能及時發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)所潛伏的故障，可防止重大惡性故障的發(fā)生，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為確保大型變壓器的安全運(yùn)行，發(fā)展了各種不同的監(jiān)測方法，其中以氣相色譜法檢測油中溶解氣體最為有效。

1 案例經(jīng)過

國網(wǎng)淮北供電公司某變電站1號35kV主變壓器，型號SZ11-20000/35/10.5，2011年6月1日出廠，2011年8月投運(yùn)。

2013年10月18日，檢修試驗(yàn)工區(qū)試化驗(yàn)班對該主變運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行帶電取樣氣相色譜分析時發(fā)現(xiàn)變壓器本體油中溶解氣體組分中含有乙炔，且含量已達(dá)到3.73uL/L即色譜數(shù)據(jù)異常。2013年10月22日，檢修試驗(yàn)工區(qū)試化驗(yàn)對1號35kV主變壓器電氣試驗(yàn)合格。

2013年11月20日，1號主變停電返廠檢修，檢查發(fā)現(xiàn)有載開關(guān)箱體與變壓器箱體之間密封圈嚴(yán)重?fù)p壞造成有載開關(guān)油與變壓器本體油滲漏互串，本體油中出現(xiàn)乙炔組分，導(dǎo)致無法進(jìn)行正常的油氣監(jiān)督，影響設(shè)備的安全運(yùn)行，故障部位查到后隨即進(jìn)行了更換密封圈等相關(guān)處理，重新組裝主變投運(yùn)后，色譜跟蹤分析正常，故障得以徹底消除。

2 檢測分析方法

2013年10月18日，化驗(yàn)人員對1號主變壓器運(yùn)行設(shè)備取油樣進(jìn)行氣相色譜分析，數(shù)據(jù)見表1。

通過分析發(fā)現(xiàn)1號主變壓器變壓器本體油中溶解氣體中產(chǎn)生乙炔，而且含量已達(dá)3.73μL/L。又將投運(yùn)以來的歷年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對，數(shù)據(jù)見表2。

表1 第1次試驗(yàn)數(shù)據(jù) （單位μL/L）

表2 歷年試驗(yàn)數(shù)據(jù) （單位μL/L）

表3 第2次試驗(yàn)數(shù)據(jù) （單位μL/L）

再次取1號主變壓器本體油樣與有載開關(guān)油樣進(jìn)行分析比對，進(jìn)一步分析判斷本體油中乙炔組分是變壓器本體內(nèi)部放電性故障產(chǎn)生還是由于有載開關(guān)油室向本體油箱滲漏造成的，數(shù)據(jù)見表3。

通過對以上色譜數(shù)據(jù)認(rèn)真分析后發(fā)現(xiàn)，變壓器本體油中溶解氣體組分甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、總烴、氫氣含量并不大，沒有超過注意值（35kV變壓器注意值總烴為150μL/L、乙炔為5μL/L、氫氣為150μL/L），而本體油中突然出現(xiàn)乙炔組分（3.73uL/L），其它相關(guān)組分并沒有伴隨明顯增長，此時利用三比值法 （C2H2/C2H4，CH4/H2，C2H4/C2H6）判斷 變 壓 器 內(nèi)部故障的性質(zhì)沒有意義，初步判斷可能存在有載調(diào)壓變壓器中切換開關(guān)油室的油向變壓器主油箱滲漏的隱患，于2013年10月22日，對該變壓器停電進(jìn)行絕緣電阻，吸收比，極化指數(shù)檢測；介質(zhì)損耗試驗(yàn)，結(jié)組及套管直流電阻檢測；變比測試。其電氣試驗(yàn)檢查結(jié)果合格。

由于所有電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格，變壓器內(nèi)部存在放電性故障致使變壓器油產(chǎn)生乙炔組分的可能性不大，進(jìn)一步推斷變壓器內(nèi)部存在有載開關(guān)油室的油向變壓器主油箱滲漏故障的可能性較大，鑒于現(xiàn)場環(huán)境不能滿足技術(shù)要求，建議返廠進(jìn)行解體檢修，并制定詳細(xì)可行的檢修方案。檢修方案的思路是先拆開有載調(diào)壓變壓器的切換開關(guān)、吊出開關(guān)芯體，抽盡有載開關(guān)油室內(nèi)部的油，主油箱的油暫不抽，查看主油箱的油是否向有載開關(guān)油室滲漏，并確定滲漏部位，近一步解體，查清楚滲漏原因，然后進(jìn)行配件更換、組裝、檢查、出廠。

2013年11月21日，該主變停電返廠檢修，對變壓器解體檢查。檢修過程中當(dāng)抽取有載開關(guān)油室內(nèi)部的油后，變壓器主油箱的油向空的有載開關(guān)油室內(nèi)部明顯漏油，呈油流狀，滲漏量如中雨大小，鎖定故障部位（如圖中標(biāo)出部位），進(jìn)一步解體故障部位，發(fā)現(xiàn)有載開關(guān)箱體與變壓器箱體之間密封圈嚴(yán)重?fù)p壞變形，主要由于組裝人員責(zé)任心不強(qiáng)，安裝時密封圈移位，壓緊時密封圈損壞錯位，運(yùn)行一段時間后，由于密封圈在電磁、熱量、變壓器油的老化作用下，變形嚴(yán)重導(dǎo)致有載開關(guān)內(nèi)部油向本體油互滲。（參見圖 1、圖 2）。

圖1 滲漏致密封圈損壞

表4 跟蹤分析數(shù)據(jù) （單位μL/L）

圖2 滲油呈油流狀

針對上述問題進(jìn)行檢修處理、變壓器吊罩、器身烘烤干燥，散熱片清洗、換新油、箱體干燥，更換鐘罩密封圈，整體除銹、噴漆、試驗(yàn)。

3 檢修后跟蹤情況

該變壓器經(jīng)檢修處理出廠重新投運(yùn)后，油中氣體分析結(jié)果正常，本體油中溶解氣體中無乙炔組分出現(xiàn)，設(shè)備運(yùn)行狀況良好。跟蹤分析數(shù)據(jù)見表4。

4 結(jié)論

1）大量事實(shí)說明利用絕緣油中溶解氣體分析，檢測充油電氣設(shè)備內(nèi)部早期故障，已成為變壓器等充油電氣設(shè)備絕緣監(jiān)督的一個重要手段。特別是這類檢測技術(shù)可以在設(shè)備不停電時進(jìn)行，因此可以定期地對運(yùn)行中的設(shè)備的內(nèi)部狀況進(jìn)行診斷，以便對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修，提高經(jīng)濟(jì)效益，確保設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

2）利用絕緣油中溶解氣體分析時必須注意，某些非故障原因也會使設(shè)備油中存在一定量的故障特征氣體，有時這種非故障原因產(chǎn)生的特征氣體濃度甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)中的注意值。因此，判斷設(shè)備內(nèi)部有無故障時，應(yīng)特別注意防止這些非故障氣體的干擾而造成誤判斷。

3）在電力變壓器中，有載調(diào)壓操作產(chǎn)生的氣體和低能量放電情況相符。開關(guān)室中的油受開關(guān)切換動作時的電火花的作用，分解產(chǎn)生大量的乙炔（可達(dá)總烴的60%以上）和氫（可達(dá)氫烴總量的50%以上），有可能使本體油被污染而含有較高的乙炔和氫氣。假如某些油或氣體在有載調(diào)壓油箱和主油箱相通，或各自的儲油罐之間相通，這些氣體可能污染主油箱的油，并導(dǎo)致誤判斷。主油箱中C2H2/H2＞2，認(rèn)為是有載調(diào)壓污染的較為明顯的跡象，即使乙炔組分含量不滿足上述條件，也有可能存在載調(diào)壓污染，這種情況可以利用比較主油箱和儲油罐的油中溶解氣體濃度來分析，并結(jié)合電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析判斷。

4）DL/T722-2000及GB/T7252-2001推薦的注意值是指導(dǎo)性的，它不是劃分設(shè)備是否正常的唯一判據(jù)，不應(yīng)當(dāng)作“標(biāo)準(zhǔn)”死扣。

5）要注重加強(qiáng)主變壓器的全過程監(jiān)督，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。對設(shè)備施行全壽命周期管理，將監(jiān)督職能延伸至入場監(jiān)造、出廠試驗(yàn)、基建安裝、交接試驗(yàn)、例行試驗(yàn)等各個環(huán)節(jié)。

6）充分利用帶電監(jiān)測手段，采用多種檢測相結(jié)合的方式，可以便捷、快速、準(zhǔn)確判斷設(shè)備隱患和故障。

7）由于國網(wǎng)集中招標(biāo)采購，訂單數(shù)量巨大，工期緊，部分廠商生產(chǎn)能力不足，廠商急于交付訂單產(chǎn)品，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量有所下降，給公司從事檢測專業(yè)人員帶來了新的要求。

［1］中國質(zhì)檢出版社第二編輯室.電力用油、氣標(biāo)準(zhǔn)匯編（第2 版）［M］，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

［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.