姜德政，熊 舟，葉華松，任 波，周 平

(中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司三峽水力發(fā)電廠，湖北 宜昌 443133)

電力變壓器是發(fā)電廠的重要設(shè)備之一，電力變壓器一旦發(fā)生故障將對(duì)整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的正常供電產(chǎn)生巨大的影響。為確保其安全可靠運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的變壓器早期故障極為重要。國(guó)內(nèi)外電力變壓器的長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐證明利用油中溶解氣體分析方法檢測(cè)變壓器內(nèi)部故障是十分有效的方法[1]。2016年某電站500 kV主變壓器(以下簡(jiǎn)稱)絕緣油總烴含量開(kāi)始異常增長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)主變壓器內(nèi)部存在過(guò)熱故障，通過(guò)綜合判斷分析后及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行了處理，避免了缺陷事故擴(kuò)大。

1 概 述

某電站500 kV號(hào)主變壓器型號(hào)為SSP-840MVA/500 kV，三相一體，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷，連接組別YNd11，2008年4月制造，2008年11月投運(yùn)。2016年該變壓器總烴含量異常增長(zhǎng)。

2 變壓器故障實(shí)例數(shù)據(jù)分析

2.1 變壓器總烴含量分析

2017-01-09日，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)1臺(tái)變壓器油中總烴含量離線試驗(yàn)值177 ppm，計(jì)算相對(duì)產(chǎn)氣速率正常，絕對(duì)產(chǎn)氣速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》[2]中規(guī)定：運(yùn)行中的變壓器總烴含量不宜超過(guò)150 ul/l，總烴絕對(duì)產(chǎn)氣速率小于12 mL/d，相對(duì)產(chǎn)氣速率小于10%。變壓器總烴含量和總烴絕對(duì)產(chǎn)氣率已超出標(biāo)準(zhǔn)值。測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 測(cè)量數(shù)據(jù)表

2.2 其他數(shù)據(jù)分析

1)該變壓器自投運(yùn)以來(lái)未發(fā)生重大設(shè)備缺陷，電氣試驗(yàn)結(jié)果正常，包括繞組直流電阻(含分接開(kāi)關(guān)各檔位)、繞組絕緣電阻、繞組及套管介損及電容量、繞組變形試驗(yàn)項(xiàng)目[3]，相關(guān)電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)都滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2)變壓器運(yùn)行期間繞組溫度、油溫、鐵心夾件接地電流、本體紅外測(cè)溫、潛油泵啟泵電流正常。

3)變壓器空載試驗(yàn)[4]。斷開(kāi)變壓器低壓側(cè)與封閉母線軟連接，采用變壓器倒掛方式進(jìn)行變壓器空載試驗(yàn)，空載試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行變壓器油樣化驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

該變壓器空載運(yùn)行時(shí)絕緣油總烴含量無(wú)明顯變化，可以判斷變壓器總烴增長(zhǎng)與變壓器磁路及鐵芯無(wú)關(guān)。

4)故障部位及類型的初步判斷。從特征氣體含量分析，C2H2含量為0、H2含量穩(wěn)定，由此可判斷故障類型為非放電性質(zhì)，結(jié)合五種氣體(CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2)的三對(duì)比值(C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6)的編碼組合來(lái)進(jìn)行故障類型判斷的方法[5]。取多次油化結(jié)果進(jìn)行分析，其C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6的編碼組合為：0 2 2。

綜合上述數(shù)據(jù)分析，判斷變壓器內(nèi)部存在非磁路過(guò)熱故障。

3 變壓器故障處理

3.1 變壓器現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)人檢查

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)變壓器排油后進(jìn)人檢查，對(duì)變壓器內(nèi)部電磁屏蔽、鐵心及其拉桿、上下夾件、分接開(kāi)關(guān)、套管與引線及銅排連接等可視部位進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯異常點(diǎn)。

3.2 變壓器返廠檢修

變壓器返廠維修后，工廠進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)，變壓器油中氣體總烴含量仍然異常增長(zhǎng)。

對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩檢查，檢查變壓器低壓線圈引出線時(shí)(該變壓器器每相低壓線圈引出線有10根CTC引線，上下端各5根，每根CTC導(dǎo)線間包扎紙絕緣，單根CTC股間導(dǎo)線為漆包線絕緣)，發(fā)現(xiàn)低壓a相線圈下端CTC引線直流電阻存在異常，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 測(cè)量結(jié)果表 mΩ

從不平衡率數(shù)據(jù)分析，低壓a相線圈下端第4根CTC引線直流電阻值較平均值高1.65%。

打開(kāi)低壓線圈內(nèi)紙筒檢查CTC引線，發(fā)現(xiàn)第4根CTC引線外部絕緣包紙變色，剝開(kāi)絕緣包紙發(fā)現(xiàn)引線一股導(dǎo)線斷裂，斷裂長(zhǎng)度約1 cm，導(dǎo)體發(fā)黑，存在過(guò)熱跡象(見(jiàn)圖1、圖2)。

圖1 變色導(dǎo)線照片

圖2 發(fā)黑部位照片

故障位置導(dǎo)線為自粘連導(dǎo)線，銅線已固化，變壓器正常運(yùn)行時(shí)此處漏磁通密度較高，如采用高頻填料焊修復(fù)，焊接時(shí)其高溫會(huì)破壞周圍股間絕緣，渦流發(fā)熱產(chǎn)生熱點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)較高。對(duì)a相低壓線圈重新繞制后，變壓器出廠試驗(yàn)結(jié)果正常，故障處理完成。

4 結(jié) 語(yǔ)

本次故障案例表明利用油中溶解氣體分析技術(shù)檢測(cè)變壓器內(nèi)部潛伏性早期故障是十分有效的，在變壓器總烴、甲烷、乙烷等特征氣體出現(xiàn)異常增長(zhǎng)時(shí)，要高度重視變壓器油中氣體總烴的絕對(duì)產(chǎn)氣速率，在相對(duì)產(chǎn)氣速率正常但絕對(duì)產(chǎn)氣速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)時(shí)，要結(jié)合變壓器運(yùn)行情況、電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)等綜合判斷故障類型，必要時(shí)進(jìn)行變壓器內(nèi)部檢查，及時(shí)消除變壓器內(nèi)部潛伏性故障，避免故障擴(kuò)大造成重大設(shè)備事故。