黃倫松

【摘 要】本文主要闡述了變壓器內(nèi)部故障的原因，通過三比值法原理進(jìn)行深入分析，并通過實(shí)例對(duì)發(fā)電廠變壓器絕緣油總烴超標(biāo)進(jìn)行分析，根據(jù)總烴含量及產(chǎn)氣速率情況，判斷變壓器故障性質(zhì)、故障部位，最后通過變壓器吊罩檢修消除故障進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】油色譜；總烴超標(biāo)；故障診斷；三比值法

0 引言

變壓器是發(fā)電廠重要的電氣設(shè)備，變壓器在運(yùn)行中會(huì)散發(fā)很大的熱量，大型變壓器都是通過變壓器油來冷卻，油也起到了變壓器內(nèi)部導(dǎo)體與油箱殼體的絕緣作用，變壓器在運(yùn)行中發(fā)生電或熱故障，可使油中碳?xì)滏I和碳碳鍵斷裂，通過復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)形成氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等低分子烴類氣體。溶解氣體的色譜分析可以很好的反應(yīng)變壓器的運(yùn)行工況，從而發(fā)現(xiàn)變壓器的潛在故障，通過狀態(tài)檢修等措施及時(shí)消除變壓器存在的隱患。本篇論文從實(shí)際出發(fā)，運(yùn)用簡(jiǎn)明扼要的方法來分析問題，解決問題。

1 故障實(shí)例

某發(fā)電廠#3主變壓器型號(hào)為SFPB-240000/220，額定電壓242/15.75kV，額定容量260000 kVA，油重40噸，1985年12月投產(chǎn)，在2016年3月27日的常規(guī)油色譜分析數(shù)據(jù)異常，其總烴值達(dá)到793.7uL/L，總烴超標(biāo)嚴(yán)重。經(jīng)過一個(gè)月的色譜跟蹤和分析，4月18日之前總烴數(shù)值較為穩(wěn)定，在800～900μL/L之間。但之后逐步上升，在4月25日達(dá)到1196.2μL/L，隨后幾天在1100μL/L左右，乙炔較少，為0.2μL/L。在4月30日總烴最高值達(dá)1232.6uL/L，4月份具體數(shù)據(jù)如下：

2 故障分析方法

變壓器故障分析首先從三比值法分析入手，其原理是：變壓器油在故障時(shí)裂解產(chǎn)生多鐘氣體，氣體成分含量的相對(duì)濃度會(huì)隨著溫度產(chǎn)生變化，溫度與變壓器故障情況不同，產(chǎn)生氣體也會(huì)有所不同。從表2五種特征氣體中選用二種溶解度和擴(kuò)散系數(shù)相近的氣體組成三比值，通過不同的編碼表示；根據(jù)表2的編碼規(guī)則和故障類型判斷方法作為診斷故障性質(zhì)的依據(jù)。這種方法是判斷充油變壓器故障類型的主要方法。

該編碼規(guī)則再通過編碼對(duì)照故障類型判斷方法表就可以比較客觀的判斷出變壓器內(nèi)部是局部放電、過熱、低能放電、還是電弧放電等故障，進(jìn)一步分析后可以判斷是電回路故障還是磁回路故障，可以迅速對(duì)變壓器故障情況進(jìn)行判斷，是否需要馬上停電檢修，還是繼續(xù)運(yùn)行，避免造成經(jīng)濟(jì)損失。

3 根據(jù)總烴含量及產(chǎn)氣速率診斷

經(jīng)過一個(gè)多月的持續(xù)色譜分析，以4月13日為例，通過三比值法計(jì)算C2H2/C2H4為0.0005，編碼為0；CH4/H2為4.4，編碼為2；C2H4/C2H6為3.36，編碼為2。這樣編碼為022，總體判斷為引線夾件接頭焊接不良或螺絲松動(dòng)，渦流造成鐵芯漏磁和銅過熱，層間絕緣不良和局部短路等故障，初步判斷固體絕緣正常，為裸金屬過熱，電回路或磁回路故障都有可能。根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析，判斷變壓器內(nèi)部存在裸金屬過熱點(diǎn)，且程度在逐步加重。為徹底排除隱患，確保#3主變壓器的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，根據(jù)該發(fā)電廠#3主變壓器4月份整月的油色譜分析數(shù)據(jù)，日相對(duì)產(chǎn)氣速率在7%以內(nèi)，僅有微量乙炔產(chǎn)生且穩(wěn)定，變壓器內(nèi)部應(yīng)無強(qiáng)烈放電現(xiàn)象，故障系高溫過熱引起，可能為磁回路故障，為避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大，遂建議對(duì)變壓器停役進(jìn)行吊罩檢修。

4 問題解決

2016年5月4日#3機(jī)組停機(jī)，第2日吊出變壓器鐘罩，檢查發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)A相穿纜引線在進(jìn)入套管10cm處白紗帶已完全碳化脫落，燒斷引線3股，引線上積碳且有黑色燒焦痕跡。另一故障點(diǎn)為低壓側(cè)B相線圈的壓釘螺栓的支持架與鐵芯夾件的固定螺栓松動(dòng)，有發(fā)熱現(xiàn)象。

變壓器經(jīng)吊罩后找到故障點(diǎn)，實(shí)際情況與此前分析判斷的渦流造成鐵芯漏磁、銅過熱和裸金屬高溫過熱的故障成因一致。分析故障原因?yàn)椋焊邏簜?cè)A相穿纜引線過短，安裝后與套管內(nèi)銅管壁有接觸，長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)磨擦，穿纜引線外包的白紗帶磨破，而引線導(dǎo)體與銅管的接觸造成了等電位分流和環(huán)流，使得與銅管接觸的一股銅線電流密度大大增加，在此部位產(chǎn)生高溫過熱，致使該股引線燒斷，之后故障逐步擴(kuò)大，臨近引線也出現(xiàn)同樣情況，使總烴最終達(dá)到1232.6uL/L。

遂馬上對(duì)燒斷的引線用銅管壓接重新連上，同時(shí)對(duì)三相高壓側(cè)的穿纜引線再外包兩層絕緣。檢查低壓側(cè)B相線圈的壓釘螺栓的支持架與鐵芯夾件的固定螺栓，鐵芯夾件的螺孔螺紋滑牙，用絲錐重新攻絲修復(fù)，重新緊固，另外對(duì)鐵芯上的所有螺栓重新緊固檢查。另外檢查出線圈C相圍屏下面兩面三道收緊帶有松動(dòng)，遂對(duì)三相圍屏都重新綁扎處理。該變壓器裝復(fù)后進(jìn)行繞組交流耐壓試驗(yàn)、直流電阻試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、介損試驗(yàn)合格。

5 結(jié)論

5.1 #3主變壓器于5月8日投入運(yùn)行。投運(yùn)后每日進(jìn)行紅外線成像檢測(cè)，鐵芯接地電流測(cè)量，變壓器色譜數(shù)據(jù)跟蹤分析，所有數(shù)據(jù)正常且總烴穩(wěn)定，該故障消除。

5.2 變壓器總烴超標(biāo)診斷是一個(gè)復(fù)雜過程，不能以一次數(shù)據(jù)為判據(jù)斷定故障，應(yīng)從多方面分析故障，要想對(duì)變壓器的故障部位與情況做出準(zhǔn)確及時(shí)判斷，平時(shí)必須多收集資料與內(nèi)部結(jié)構(gòu)了解。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint