鞠景寶

（國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山064309）

潘家口蓄能電廠主變是意大利TIBB公司生產(chǎn)的，型號(hào)為T(mén)UFX78-100，額定容量100MVA，電壓等級(jí)220/13.8kV，出廠日期為1988年2月6日。投產(chǎn)日期為1992年12月22日。3臺(tái)主變自1992年投運(yùn)以來(lái)，多次因壩上快速門(mén)噴水造成3臺(tái)主變短路跳閘，直至1997年快速門(mén)改造后再無(wú)噴水現(xiàn)象。1997年4月29日請(qǐng)電科院分別對(duì)3臺(tái)主變繞組進(jìn)行了變形試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格。1999～2002年期間，2、3、4號(hào)主變變壓器油在90℃時(shí)tg%都已超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的小于2%，并且油的顏色不正常，為深茶水色。通過(guò)分析判斷確定2、3、4號(hào)變壓器油質(zhì)劣化。經(jīng)研究決定更換變壓器油，并于2002年10月24日實(shí)施，2003年3月委托電科院對(duì)3臺(tái)主變進(jìn)行了油中康醛含量檢定，檢定結(jié)果合格。

1 技術(shù)參數(shù)

變壓器技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

2 變壓器空載試驗(yàn)

（1）變壓器單相低壓空載試驗(yàn)。

試驗(yàn)接線圖見(jiàn)圖1，試驗(yàn)記錄見(jiàn)表2。

（2）試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算

2號(hào)主變：PAB與PBC的偏差為2.5%、PAC/PAB= 1.375、PAC/PBC=1.341；

表1 3臺(tái)主變技術(shù)參數(shù)

圖1 單相低壓空載試驗(yàn)接線圖

表2 單相空載試驗(yàn)記錄

3號(hào)主變：PAB與PBC的偏差為7.5%、PAC/PAB= 1.425、PAC/PBC=1.33；

4號(hào)主變：PAB與PBC的偏差為0、PAC/PAB=PAC/PBC=1.3157。

3 判斷標(biāo)準(zhǔn)

（1）PAB與PBC相等，這是因?yàn)锽C相的磁路與AB相的磁路完全對(duì)稱(chēng)，其對(duì)應(yīng)的損耗應(yīng)相同，實(shí)測(cè)結(jié)果PAB與PAC的偏差一般在3%以下。

（2）PAC＞PAB或PBC，這是因?yàn)锳C相的磁路較AB相或BC相的磁路長(zhǎng)，PAC=1.3～1.4PAB，不符合上述要求之一時(shí)則說(shuō)明變壓器有局部缺陷。通過(guò)單相空載試驗(yàn)可查找鐵心接地故障。

（3）試驗(yàn)分析：

1）3號(hào)主變PAB與PBC的偏差超過(guò)了3%，而2號(hào)、4號(hào) 主變PAB與PBC的偏差沒(méi)有超過(guò)3%。

2）3 號(hào)主變PAC與PAB比值在規(guī)定的（PAC=1.3～1.4PAB）范圍之外，是 1.425。

3）綜合分析2號(hào)、4號(hào)主變單相低壓空載試驗(yàn)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，而3號(hào)主變PAB與PBC的偏差及PAC與PAB的比值都超出了正常范圍，這說(shuō)明3號(hào)主變存在缺陷。從3號(hào)主變看，凡是涉及C相時(shí)其空載電流和損耗均增大，所以C相存在故障的可能性較大。

4 變壓器局部放電試驗(yàn)

（2）試驗(yàn)方法：此試驗(yàn)由華北電科院組織實(shí)施。

表3 局部放電試驗(yàn)記錄

（3）試驗(yàn)分析：從局部放電量來(lái)看2號(hào)、4號(hào)主變A、B、C相局部放電量都小于標(biāo)準(zhǔn)300PC，3號(hào)主變A、B相也沒(méi)有超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，而C相放電量為680PC，超出標(biāo)準(zhǔn)300PC，從而依局部放電量看C相存在故障的可能性較大。

5 3號(hào)主變吊芯檢查

2006年3月22 日由潘家口蓄能電廠會(huì)同天威保變技術(shù)人員進(jìn)行吊芯檢查。

5.1 墊腳與箱底導(dǎo)通

鐵心共有兩個(gè)墊腳，吊芯后發(fā)現(xiàn)靠近開(kāi)關(guān)側(cè)墊腳下表面部分顏色變黑，高壓側(cè)定位孔內(nèi)表面有過(guò)熱燒黑的痕跡。檢查箱底對(duì)應(yīng)墊腳過(guò)熱處箱底定位釘周?chē)嵘兩?，定位釘?cè)面有過(guò)熱痕跡。

5.2 故障原因分析

經(jīng)檢查確認(rèn)，變壓器鐵心頂部通過(guò)引線與箱蓋連接接地，墊腳定位孔內(nèi)徑Φ83mm，箱底定位釘直徑Φ78mm，定位釘與墊腳間理論間隙2.5mm，由于制造和裝配公差，定位釘與墊腳處連通鐵心上下導(dǎo)通，有兩個(gè)接地點(diǎn)，形成環(huán)流引起局部過(guò)熱。

5.3 處理方法

將箱體4個(gè)定位釘表面均用丹尼森皺紋紙包扎，厚度約為1mm，使墊腳和箱底絕緣。

5.4 箱沿處過(guò)熱燒蝕

箱沿膠條內(nèi)側(cè)Φ10限位用圓鋼上表面有多處燒蝕痕跡，頂蓋與外殼間膠條部分熔化，導(dǎo)致內(nèi)部密封不良，燒蝕位置集中在B、C相對(duì)應(yīng)處，高壓側(cè)4處，低壓側(cè)2處，長(zhǎng)度最長(zhǎng)200mm，最短50mm左右，長(zhǎng)度200mm處故障點(diǎn)燒蝕嚴(yán)重，深度約3mm，其余故障燒蝕深度1mm左右。

箱蓋對(duì)應(yīng)箱沿故障點(diǎn)也有燒蝕痕跡，燒蝕深度約為 1～2mm。

油箱內(nèi)壁對(duì)應(yīng)箱沿螺栓處發(fā)現(xiàn)多處熏黑痕跡。

5.5 由漏磁通產(chǎn)生的過(guò)熱

該變壓器箱蓋之間沒(méi)有可靠引線連接，理論上通過(guò)箱蓋螺栓連接是應(yīng)該導(dǎo)通的，由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行導(dǎo)致螺栓腐蝕嚴(yán)重，增大了接地電阻，而變壓器鐵心漏磁通是客觀存在的，并集中分布在鐵心端部位置，在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，由于漏磁通的存在，周?chē)Y(jié)構(gòu)件中會(huì)產(chǎn)生渦流。如果箱蓋之間可靠連接，即使有電流通過(guò)也不會(huì)產(chǎn)生太高的溫升，但如果箱蓋之間連接不可靠，接觸電阻較大，環(huán)流引起的過(guò)熱會(huì)很?chē)?yán)重，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件被燒蝕，并在油中產(chǎn)生烴類(lèi)氣體，燒蝕位置集中在B、C相對(duì)應(yīng)處。這與局部試驗(yàn)結(jié)果相吻合。由過(guò)熱引起的密封材料劣化，導(dǎo)致密封不嚴(yán)，因?yàn)闄z查發(fā)現(xiàn)固體絕緣并沒(méi)有問(wèn)題，因此色譜結(jié)果中CO2與CO值很大，除正常老化外，與密封不嚴(yán)有一定的關(guān)系。因此，箱蓋連接處局部過(guò)熱燒蝕主要就是螺栓腐蝕嚴(yán)重而造成的。

5.6 鐵心沒(méi)有可靠接地而產(chǎn)生懸浮電位

當(dāng)鐵心不接地運(yùn)行時(shí)，由于繞組、鐵心和油箱之間因電容C1、C2的耦合作用，將有較大的電容電流I1和I2通過(guò)C1、C2，對(duì)不同結(jié)構(gòu)的變壓器C1、C2差別較大，在鐵心上因電磁感應(yīng)產(chǎn)生的懸浮電位的高低決定C1、C2的比值，一般C1比C2小，故在鐵心上產(chǎn)生的懸浮電位有可能很高，可能引起鐵心對(duì)油箱的放電，潘家口3臺(tái)主變?cè)O(shè)計(jì)都是由變壓器鐵心頂部通過(guò)引線與蓋連接，蓋與箱靠螺栓連接，箱是直接接地的，而螺栓腐蝕嚴(yán)重直接影響了接觸電阻的大小，鐵心沒(méi)有永久性接地而產(chǎn)生懸浮電位，使蓋對(duì)箱放電。

5.7 鐵心竄片

在高壓側(cè)A、B相間處末級(jí)鐵心最外一片發(fā)生上竄，上竄后呈傾斜狀態(tài)，上竄高度20～40mm左右。

5.8 原因分析

（1）因多次壩上快速門(mén)噴水造成3號(hào)主變短路，由于短路時(shí)產(chǎn)生很大沖擊力，可能引起鐵心片位移。

（2）運(yùn)行過(guò)程中鐵心震動(dòng)引起鐵心片位移。

5.9 處理意見(jiàn)

由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制，沒(méi)有辦法將鐵心片恢復(fù)到原位置，且上竄的鐵心片頂部被6條拉帶頂住，沒(méi)有向上位移的空間，不影響產(chǎn)品正常運(yùn)行，故現(xiàn)場(chǎng)未作處理。

用規(guī)格為70mm2、長(zhǎng)度為300mm的銅芯電纜共20根，將油箱和箱蓋作永久性接地。

6 大修處理后試驗(yàn)

局部放電水平已經(jīng)降低到200PC以?xún)?nèi)，A相為150PC、B相為180PC、C相為190PC，其他試驗(yàn)均合格。通過(guò)試驗(yàn)分析及處理，基本解決了該變壓器的缺陷。

表4 變壓器大修后、投入運(yùn)行前后色譜分析數(shù)據(jù)

根據(jù)以上色譜數(shù)據(jù)分析，投運(yùn)后第4、10、30d與投運(yùn)前的色譜數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)，投運(yùn)前后色譜數(shù)據(jù)變化不大，乙烷、乙炔氣體投運(yùn)前后均為0，氫氣、甲烷、乙烯、總烴數(shù)據(jù)均小于10，CO、CO2變化也不大，比大修前數(shù)據(jù)小了很多。投入后與投入前色譜數(shù)據(jù)變大原因是，大修前油中溶解氣體在固體絕緣中殘存吸附，在大修投運(yùn)后吸附在固體絕緣中的油中溶解氣體得到釋放，運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，循環(huán)越好，釋放越徹底。在投運(yùn)后30d，殘存在固體絕緣中溶解氣體基本釋放完畢。根據(jù)以上分析，投運(yùn)前后幾次分析結(jié)果變化較小，而且絕對(duì)值均小于規(guī)程規(guī)定的注意值，可認(rèn)為3號(hào)主變?nèi)毕莼镜靡越獬?/p>

7 綜合分析（從大修前試驗(yàn)分析認(rèn)為）

（1）根據(jù)低壓?jiǎn)蜗嗫蛰d試驗(yàn)及局部放電試驗(yàn)確認(rèn)C相存在故障的可能性較大得以證實(shí)。

（2）在大修檢查時(shí)其檢查結(jié)果證實(shí)了空載試驗(yàn)及局部放電和色譜分析及對(duì)故障部位的估計(jì)是正確的，故障為箱蓋與箱體間沒(méi)有可靠連接造成連接處局部過(guò)熱，燒蝕位置集中在B、C相對(duì)應(yīng)處。根據(jù)以上分析，色譜分析對(duì)發(fā)現(xiàn)缺陷極為靈敏，能發(fā)現(xiàn)其他試驗(yàn)不能發(fā)現(xiàn)的缺陷，今后繼續(xù)加強(qiáng)色譜監(jiān)督。

8 結(jié)語(yǔ)

變壓器是發(fā)電廠的重要設(shè)備，起輸送、變壓的作用。是發(fā)電廠的重點(diǎn)監(jiān)督設(shè)備。設(shè)備缺陷對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行埋下了不可預(yù)測(cè)的隱患，通過(guò)試驗(yàn)可以及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)缺陷，認(rèn)真分析缺陷部位的性質(zhì)，及時(shí)排除缺陷，避免事故的發(fā)生，避免造成經(jīng)濟(jì)損失。色譜分析對(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷極為靈敏，能發(fā)現(xiàn)其他試驗(yàn)不易發(fā)現(xiàn)的缺陷，今后應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)色譜監(jiān)督，使設(shè)備處于良好運(yùn)行狀態(tài)，為穩(wěn)定網(wǎng)上運(yùn)行提供強(qiáng)有力的安全保障。