蒙進(jìn)揚(yáng)

（華電集團(tuán)貴港發(fā)電有限公司 廣西貴港 537100）

一起變壓器油色譜數(shù)據(jù)異常的分析處理

蒙進(jìn)揚(yáng)

（華電集團(tuán)貴港發(fā)電有限公司 廣西貴港 537100）

介紹了500kV主變壓器絕緣油色譜數(shù)據(jù)異常的分析處理過程。根據(jù)絕緣油色譜分析結(jié)果，結(jié)合變壓器內(nèi)檢，確認(rèn)了變壓器的故障原因。通過對(duì)變壓器油色譜數(shù)據(jù)異常的分析處理，積累了變壓器故障判斷和處理的經(jīng)驗(yàn)。

變壓器；絕緣油；色譜分析；故障

引言

變壓器絕緣油是由許多不同分子量的碳?xì)浠衔锓肿咏M成的混合物，分子中含有CH3、CH2和CH化學(xué)基團(tuán)并由C-C鍵鍵合在一起。由于電或熱故障的結(jié)果可以使某些C-H鍵和C-C鍵斷裂，伴隨生成少量活潑的氫原子和不穩(wěn)定的碳?xì)浠衔锏淖杂苫＿@些氫原子或自由基通過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)迅速重新化合，形成氫氣和低分子烴類氣體，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也可能生成碳的固體顆粒及碳?xì)渚酆衔?。故障初期，所形成的氣體溶解于油中；當(dāng)故障能量較大時(shí)，也可能聚集成自由氣體。運(yùn)行中定期對(duì)變壓器絕緣油進(jìn)行色譜分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障。

#2主變壓器為保定天威保變公司產(chǎn)品，型號(hào)為DFP-240000/500，額定容量240000kVA（單相），額定電壓525±2×2.5%/20kV，額定電流791.8/12000A，連接組別YN，d11，冷卻方式為強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷（ODAF），2006年出廠，2007年投運(yùn)，2013年對(duì)主變進(jìn)行了檢查性大修。2014年2月及之前變壓器絕緣油色譜分析均正常。

1 事件經(jīng)過

2014年5月19日，按常規(guī)進(jìn)行第二季度變壓器油樣送檢，檢查發(fā)現(xiàn)#2主變C相油樣中氫氣、總烴、乙炔超標(biāo)。5月23日，再次對(duì)#2主變C相進(jìn)行取油樣檢驗(yàn)，各類氣體含量呈上升趨勢(shì)。

1.1 絕緣油色譜數(shù)據(jù)分析

2014年2月、5月19日、5月23日的絕緣油色譜分析數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 #2主變油色譜數(shù)據(jù)變化情況

根據(jù)《變壓器中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》（GB/T7252-2001），按照特征氣體法進(jìn)行分析，主要?dú)怏w有氫氣和乙炔，次要?dú)怏w有甲烷、乙烯和乙烷，故障類型為油中電弧。

按照三比值法進(jìn)行分析，計(jì)算出故障類型編碼，具體結(jié)果如表2所示。

表2 利用三比值法判斷故障類型

故障類型編碼為022，根據(jù)導(dǎo)則，判斷為高溫過熱故障（高于700℃），可能的故障原因包括分接開關(guān)接觸不良，引線夾件螺絲松動(dòng)或接頭焊接不良，渦流引起銅過熱，鐵芯漏磁，局部短路，層間絕緣不良，鐵芯多點(diǎn)接等。根據(jù)CO2/CO<7，且CO2/CO>3，可以排除設(shè)備固體絕緣材料老化故障。

1.2 #2主變C相故障檢查

調(diào)取2014年1月～5月#2主變的頂層油溫、繞組溫度、電流電壓曲線，未發(fā)現(xiàn)異常；檢查#2主變C相的紅外測(cè)溫記錄、設(shè)備巡檢記錄、鐵芯對(duì)地電流測(cè)試記錄，所有記錄信息均無異常。

5月25、26日，對(duì)#2主變C相進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括繞組直流電阻測(cè)量，鐵芯絕緣電阻測(cè)量，繞組絕緣電阻、吸收比測(cè)量，繞組連同套管的介損和電容量測(cè)量，繞組連同套管直流耐壓及泄漏電流測(cè)量，局部放電試驗(yàn)。其中，高壓側(cè)3檔直阻相比上次結(jié)果互差達(dá)17.9%，經(jīng)調(diào)整后恢復(fù)正常，局放試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)異常放電。局放試驗(yàn)前后進(jìn)行了取油樣色譜分析，總體數(shù)據(jù)變化在正常范圍。變壓器直阻測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 #2主變C相高壓側(cè)繞組直流電阻

將試驗(yàn)結(jié)果反饋至廠家，廠家經(jīng)綜合分析后給出如下意見：

（1）5月19日起，油中出現(xiàn)乙炔，總烴含量超過注意值，其他氣體隨之增長，說明變壓器內(nèi)部出現(xiàn)過熱并兼有放電現(xiàn)象。

（2）預(yù)試報(bào)告中，變壓器高壓側(cè)直阻在3檔位置出現(xiàn)偏差，對(duì)比前一次試驗(yàn)誤差為17%，調(diào)整分接開關(guān)后雖然有改善，但不排除分接開關(guān)存在故障。變壓器發(fā)生過熱性放電故障，主要是分接開關(guān)第三檔位動(dòng)、靜觸頭接觸不良或是緊固件松動(dòng)所致。

5月31日，對(duì)#2主變C相進(jìn)行內(nèi)檢。檢查繞組與絕緣、引線、鐵芯及夾件均未發(fā)現(xiàn)異常，變壓器分接開關(guān)損壞較為嚴(yán)重，開關(guān)動(dòng)觸頭燒損，6個(gè)靜觸頭已有4個(gè)燒損，其中第三檔靜觸頭放電痕跡最為明顯。將情況反饋至廠家，廠家建議對(duì)變壓器進(jìn)行解體檢修，更換分接開關(guān)。經(jīng)討論決定，計(jì)劃對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩檢修，更換損壞的分接開關(guān)，并進(jìn)行相關(guān)的預(yù)防性試驗(yàn)。

1.3 #2主變C相故障處理

6月11日，對(duì)#2主變C相進(jìn)行吊罩檢修。廠家技術(shù)人員對(duì)變壓器進(jìn)行了全面檢查，更換了分接開關(guān)并進(jìn)行分接開關(guān)交接試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格。修理工作結(jié)束后，技術(shù)人員再次對(duì)變壓器進(jìn)行了檢查，確認(rèn)無異常后封閉人孔，之后進(jìn)行了抽真空、保持真空、注油、熱油循環(huán)、靜置。21～24日，變壓器復(fù)裝、回位，進(jìn)行修后預(yù)防性試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括變比試驗(yàn)、直流電阻試驗(yàn)、介損、絕緣特性試驗(yàn)、泄漏試驗(yàn)、油化驗(yàn)（油介損、色譜、耐壓、微水項(xiàng)目）、繞組泄漏電流測(cè)量、繞組局部放電試驗(yàn)、繞組變形試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果全部符合要求，#2主變C相具備投運(yùn)條件。

8月1日，#2主變投入運(yùn)行，首次化驗(yàn)#2主變C相油色譜乙炔含量為0.1，其余氣體含量正常（接近0）。此后，每周對(duì)#2主變C相進(jìn)行取樣分析，8月4日、11日乙炔含量為0.2，8月18日、28日為0.3，9月24日達(dá)0.4，10月13日為0.3，11月則基本接近0。除乙炔含量有波動(dòng)外，其余氣體含量均屬正常。由此判斷，#2主變C相已處于正常運(yùn)行狀態(tài)。修后運(yùn)行中絕緣油色譜分析數(shù)據(jù)如表4所示。

2 原因分析

2.1 關(guān)于#2主變C相分接開關(guān)燒損的原因分析

根據(jù)內(nèi)檢情況，分接分接開關(guān)特別是第三檔位燒損嚴(yán)重，主要原因是分接開關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸不到位，接觸電阻變大，產(chǎn)生電弧放電，導(dǎo)致氫氣和烴類氣體大量產(chǎn)生。同時(shí)發(fā)熱加劇，隨著運(yùn)行時(shí)間增長溫度升高，達(dá)到觸頭熔點(diǎn)時(shí)燒蝕觸頭。

該變壓器多年來一直穩(wěn)定運(yùn)行，出現(xiàn)問題是在最近一次檢修試驗(yàn)操作分接開關(guān)之后，說明變壓器本身無制造質(zhì)量問題。變壓器檢修試驗(yàn)時(shí)間為2013年6月，設(shè)備于2013年7月正常投運(yùn)，運(yùn)行中分接開關(guān)檔位為3檔，絕緣油色譜分析數(shù)據(jù)直至2014年5月出現(xiàn)異常。分析原因?yàn)闄z修試驗(yàn)中人為操作不當(dāng)造成，按照廠家說明書要求，分接開關(guān)的調(diào)壓操作為：順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)主軸使控制板的尖端指在定位件的紅色圓坑區(qū)域，然后反轉(zhuǎn)，當(dāng)感覺到來自開關(guān)內(nèi)部的阻擋而轉(zhuǎn)不動(dòng)時(shí)，松開手柄后，控制板的尖端應(yīng)對(duì)準(zhǔn)定位件上的紅線；同時(shí)，控制板上的紅線應(yīng)基本指向原分接數(shù)字，否則應(yīng)對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)重新安裝和定位。由于檢修人員操作分接開關(guān)時(shí)未嚴(yán)格執(zhí)行操作說明，造成分接開關(guān)觸頭與導(dǎo)桿接觸不到位，發(fā)生變壓器投運(yùn)后分接開關(guān)燒損事故。

表4 #2主變修后運(yùn)行中油色譜數(shù)據(jù)

2.2 關(guān)于#2主變C相修后運(yùn)行油中產(chǎn)生乙炔的原因分析

#2主變修后投入運(yùn)行，定期對(duì)油樣進(jìn)行色譜分析，乙炔含量呈上升趨勢(shì)，最高含量達(dá)0.4，而其他氣體正常。從故障氣體的產(chǎn)生來看，不管是任何一種故障，只要是產(chǎn)生乙炔的故障類型，必定先產(chǎn)生氫氣，再產(chǎn)生乙炔。從修后幾次試驗(yàn)的結(jié)果來看，氫氣含量無變化，分析為事故前產(chǎn)生的乙炔被變壓器中的固體材料吸收，運(yùn)行中慢慢釋放出來，直到油中的乙炔和固體材料中的乙炔達(dá)到溶解平衡，油中乙炔含量不再上漲。根據(jù)10月份和11月份的色譜分析結(jié)果，乙炔含量已不再增長并有下降，因此變壓器修后仍有乙炔氣體是由固體材料中殘存乙炔氣體的溶解平衡造成的。

3 結(jié)語

（1）定期油色譜分析是防止變壓器發(fā)生絕緣事故的重要措施，必須嚴(yán)格執(zhí)行，必要時(shí)應(yīng)安裝在線油色譜監(jiān)測(cè)裝置，及時(shí)發(fā)現(xiàn)油色譜異常。

（2）大型變壓器絕緣油色譜異常處理，應(yīng)根據(jù)油色譜測(cè)試數(shù)據(jù)，結(jié)合變壓器運(yùn)行及本體、附件檢查情況，判斷故障類別和范圍，評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，制定相應(yīng)措施。

（3）變壓器繞組所有分接的電壓比測(cè)試，應(yīng)按照預(yù)試規(guī)程結(jié)合分接開關(guān)引線拆裝、更換繞組后進(jìn)行，不建議按機(jī)組檢修進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)中分接開關(guān)的操作必須嚴(yán)格按照廠家要求進(jìn)行。

[1]《變壓器中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》（GB/T7252-2001）.

[2]《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（DL/T596-1996）

TM407

A

1004-7344（2016）04-0060-02

2016-1-14

蒙進(jìn)揚(yáng)（1982-），男，助理工程師，本科，主要從事電氣技術(shù)管理工作。