高世德

國(guó)網(wǎng)山西晉中供電公司　山西晉中　030600

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變壓器油色譜分析技術(shù)在預(yù)防主變潛伏性故障中的應(yīng)用

高世德

國(guó)網(wǎng)山西晉中供電公司山西晉中030600

記錄了一臺(tái)220kV主變低能量過(guò)熱故障的處理過(guò)程，從缺陷發(fā)現(xiàn)、分析試驗(yàn)、跟蹤監(jiān)督及最終應(yīng)對(duì)措施等多方面進(jìn)行詳細(xì)分析，提出了在主變色譜分析過(guò)程中可通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的縱橫比較判斷主變是否存在異常，特別是可通過(guò)改變運(yùn)行方式來(lái)確定主變潛伏性故障的部位及性質(zhì)，從而預(yù)防主變潛伏性故障。

變壓器； 故障； 運(yùn)行方式； 色譜分析

正常情況下，變壓器內(nèi)部的變壓器油及有機(jī)絕緣材料在熱和電的作用下，會(huì)逐漸老化和分解產(chǎn)生少量的低分子烴類、一氧化碳及二氧化碳?xì)怏w，這些氣體大部分溶解在油中，當(dāng)變壓器存在潛伏性故障時(shí)就會(huì)加快產(chǎn)生。變壓器色譜分析就是分析油中溶解氣體的試驗(yàn)，通過(guò)分析油中氣體含量的變化盡早發(fā)現(xiàn)變壓器存在的潛伏性故障。

1　主變是否異常的判斷[1-3]

某變電站220kV主變于1991年投運(yùn)，型號(hào)為SFPS7—120000/220，油質(zhì)量30t。2006年筆者對(duì)該主變進(jìn)行色譜試驗(yàn)后，對(duì)該主變4a來(lái)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了縱向比較，發(fā)現(xiàn)油中總烴含量緩慢增長(zhǎng)，詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

2　主變故障分析

2.1查閱資料分析

在歷年電氣試驗(yàn)中，未發(fā)現(xiàn)異常。2002年3月，該主變進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化大修，大修過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)異常情況。

表1　主變2002年6月～2006年12月色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)　μL/L

表2　同期同廠家同類主變色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)　μL/L

該主變從投運(yùn)至2003年期間，負(fù)荷僅為2萬(wàn)kW～4萬(wàn)kW。從2003年起，負(fù)荷突增到6萬(wàn)kW～8萬(wàn)kW，負(fù)荷突增是需要考慮的因素。

2.2電氣診斷性試驗(yàn)[5]

2006年12月13日，對(duì)該主變進(jìn)行了診斷性試驗(yàn)，項(xiàng)目包括直流電阻值、絕緣電阻值、泄漏電流、鐵芯絕緣、有載開(kāi)關(guān)、變比和空載試驗(yàn)。對(duì)照山西省電力公司2006年發(fā)布的《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程(試行)》，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果全部合格，可排除分接開(kāi)關(guān)接觸不良、引線夾件螺栓松動(dòng)等缺陷。

2.3變壓器油中溶解氣體三比值判斷[6-7]

根據(jù)GB/T 7252—2001第10節(jié)，運(yùn)用三比值法進(jìn)行故障類型判斷，三比值編碼為0、2、1，判斷故障類型為過(guò)熱，比值表見(jiàn)表3。

表3　三比值比值表

2.4缺陷性質(zhì)分析

產(chǎn)氣速率為2.326mL/d，比較緩慢，可以斷定該主變?yōu)榈湍芰抗收希形催_(dá)到危急程度。結(jié)合特征氣體法、三比值法可以判定，故障類型為低能量過(guò)熱故障，是典型的潛伏性故障。

3　形成原因初步分析[8-9]

分析變壓器結(jié)構(gòu)，可以判定變壓器的可能故障原因： ① 渦流引起局部過(guò)熱；② 鐵芯漏磁，局部短路；③ 層間絕緣不良；④ 引線焊接不良。從理論上分析，該主變的故障原因一般不超出上述所列范圍。

4　缺陷部位確定

改變主變運(yùn)行方式，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行色譜試驗(yàn)跟蹤來(lái)確定缺陷部位。

首先進(jìn)行了110kV側(cè)空載情況下的色譜試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。可見(jiàn)總烴含量基本保持恒定，可以得出結(jié)論： 110kV側(cè)空載情況下數(shù)據(jù)增長(zhǎng)不明顯。

表4　110kV側(cè)空載情況下色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)　μL/L

然后進(jìn)行了35kV側(cè)空載情況下的色譜試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。觀察表5數(shù)據(jù)，得出35kV側(cè)空載時(shí)總烴含量增長(zhǎng)明顯的結(jié)論。

表5　35kV側(cè)空載情況下色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)　μL/L

通過(guò)對(duì)主變110kV側(cè)空載、35kV側(cè)空載兩種情況進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)，可以看出，110kV側(cè)空載時(shí)色譜數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定，35kV側(cè)空載時(shí)總烴含量增長(zhǎng)明顯，判定故障部位在110kV側(cè)。

5　大修查找缺陷[10-11]

2007年6月21日對(duì)該主變進(jìn)行了大修，重點(diǎn)檢查了110kV部分。由于現(xiàn)場(chǎng)條件有限，只能對(duì)裸露部分進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)任何缺陷點(diǎn)，于是對(duì)該主變進(jìn)行濾油處理后投入運(yùn)行。

6　調(diào)整運(yùn)行方式，控制主變潛伏性故障發(fā)生

判定了故障部位在110kV側(cè)，但由于未能確定主變故障點(diǎn)，決定采取110kV側(cè)輕載運(yùn)行的方式，控制主變潛伏性故障發(fā)生。

根據(jù)系統(tǒng)需要，110kV側(cè)需承受5萬(wàn)kW負(fù)荷，于是在此負(fù)荷情況下對(duì)該主變進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)。由表6可見(jiàn)，色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本保持穩(wěn)定，因此決定對(duì)該主變采取輕載運(yùn)行的方式，110kV側(cè)負(fù)荷不超過(guò)5萬(wàn)kW。

表6　110kV側(cè)5萬(wàn)kW負(fù)荷下色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)　μL/L

7　結(jié)論

從2007年7月起，該主變采取了輕載運(yùn)行的方式，總烴含量保持了穩(wěn)定，且已安全運(yùn)行了近8a。雖然未能確認(rèn)該主變的故障部位，也未能對(duì)該故障最終定性，但通過(guò)調(diào)整運(yùn)行方式，使該主變連續(xù)5a的色譜數(shù)據(jù)保持了穩(wěn)定，見(jiàn)表7。由此可見(jiàn)，該主變運(yùn)行狀況良好，而這正是運(yùn)檢工作所追求的目標(biāo)。

通過(guò)對(duì)本臺(tái)變壓器的分析處理，積累了變壓器缺陷分析判斷及缺陷處置的經(jīng)驗(yàn)，特別是運(yùn)用色譜分析監(jiān)督手段防止主變潛伏性故障的發(fā)作，為類似案例的缺陷判斷處置提供了借鑒。在色譜分析工作中應(yīng)注重?cái)?shù)據(jù)的縱向、橫向比對(duì)，不拘泥于規(guī)程所列注意值的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

表7　近年該主變色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)一覽表　μL/L

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By recording the treating process of low energy overheating fault in a 220kV main transformer, a detailed analysis was conducted in the aspects of defect discovery, analysis test, monitoring & tracking and final countermeasures, and the results found that during chromatographic analysis of the main transformer, you could determine whether there was abnormity in the main transformer via cross comparison of the test data. In particular you could determine the location and nature of the hidden faults in main transformer by changing the operating mode, thereby the hidden faults in the main transformer could be avoided.

Transformer; Fault; Operation Mode; Chromatographic Analysis

2016年2月

高世德(1975—)，男，學(xué)士，高級(jí)工程師，主要從事電氣試驗(yàn)工作,

E-mail： gaogaosd@163.com

TM403.9

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1674-540X(2016)02-064-04