電力變壓器故障診斷及檢修

彭韶敏

（中山市凱能集團(tuán)有限公司電力技術(shù)服務(wù)分公司，廣東 中山 528455）

1 故障情況

2012年8月17日下午4時(shí)37分，某110kV變電站#1主變保護(hù)動(dòng)作，主變兩側(cè)斷路器跳閘。該110kV變電站主要為城區(qū)供電，供電壓力較大。#1主變自2006年投運(yùn)以來(lái)運(yùn)行情況一直良好，一年內(nèi)大部分時(shí)間負(fù)載率都處于60%以上。歷年來(lái)各種電氣預(yù)防性試驗(yàn)以及油色譜分析均按照規(guī)定試驗(yàn)周期安排進(jìn)行，且試驗(yàn)結(jié)果都正常，在日常檢修過(guò)程中也未曾發(fā)現(xiàn)異常。本次事故發(fā)生后檢查變壓器外觀良好、無(wú)異常，壓力釋放閥以及瓦斯繼電器都沒(méi)有動(dòng)作，變電站其他電氣一次設(shè)備經(jīng)檢查也未發(fā)現(xiàn)異常。事故前電力系統(tǒng)運(yùn)行方式為正常運(yùn)行方式，無(wú)倒閘操作，氣候條件良好。

2 變壓器試驗(yàn)分析

對(duì)與#1主變有關(guān)的110kV和10kV配電裝置、保護(hù)裝置進(jìn)行了試驗(yàn)分析，結(jié)果如下：

（1）變壓器繞組的絕緣電阻以及電容量經(jīng)試驗(yàn)，與前一次例行檢修試驗(yàn)的結(jié)果相比，基本吻合，無(wú)較大差異。直流電阻試驗(yàn)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）表1為變壓器低電壓阻抗試驗(yàn)結(jié)果。從表1中可以看出，低電壓阻抗有2.15%的不平衡度，超出標(biāo)準(zhǔn)2%。

表1 變壓器低電壓阻抗試驗(yàn)結(jié)果

表2 #1變壓器事故跳閘前后歷次油色譜分析結(jié)果單位(μL/L)

2 次低電壓阻抗試驗(yàn)

次低電壓阻抗試驗(yàn)并不是在相同檔位條件下進(jìn)行的，前一次例行檢修試驗(yàn)是在1檔，但本次事故是在3檔，所以縱向阻抗難以進(jìn)行比較，但試驗(yàn)結(jié)果是符合規(guī)律的。而橫向比較阻抗則發(fā)現(xiàn)有2.15%的不平衡度，這說(shuō)明變壓器三相繞組發(fā)生了一定程度的變形。不過(guò)根據(jù)變壓器運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，這一數(shù)據(jù)一般不用作對(duì)變壓器絕緣損壞情況進(jìn)行判斷。因此，單純從事故前后兩次變壓器繞組阻抗試驗(yàn)結(jié)果分析，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)較為明顯的異常，難以對(duì)故障做出判斷。但變壓器有功功率測(cè)試數(shù)據(jù)卻有很大的異常，U相的有功功率近乎于V相和W相的兩倍。正常運(yùn)行條件下，不可能出現(xiàn)如此大的損耗偏差?？紤]到這個(gè)損耗主要是由試驗(yàn)電流在變壓器繞組中所產(chǎn)生的有功損耗，如果排除掉接頭以及引線的影響，那么極有可能出現(xiàn)的故障情況就是繞組的匝間短路故障，所以初步判斷為U相繞組匝間短路故障。

3 油色譜分析

在晚上7時(shí)，對(duì)變壓器油采樣，并進(jìn)行了油色譜分析，結(jié)果顯示分解氣中可燃性氣體含量上升，有微量C2H2，為8.0μL/L。表2為#1主變事故跳閘前后歷次油色譜分析結(jié)果。從表中可以看出事故發(fā)生前后，變壓器油的色譜分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)了較大的變化，而事故兩天后，即8月19日再次取樣分析結(jié)果出現(xiàn)了躍變，變壓器油的色譜發(fā)生了顯著的變化。如果是由于變壓器分接開(kāi)關(guān)油室漏油所造成的變壓器油色譜異常，其變化趨勢(shì)是比較緩慢的，只要對(duì)色譜進(jìn)行跟蹤分析就能掌握分接開(kāi)關(guān)漏油的變化規(guī)律。而如果是由于變壓器內(nèi)部缺陷，例如過(guò)熱或者放電等所造成的故障，將會(huì)產(chǎn)生大量故障氣體。一般情況下故障發(fā)生后就會(huì)立即切斷變壓器冷卻通風(fēng)系統(tǒng)的電源，故障氣體將會(huì)自由擴(kuò)散，其擴(kuò)散速度較為緩慢，短時(shí)間內(nèi)不一定能擴(kuò)散至采樣口。因此，事故發(fā)生后立即采樣進(jìn)行油色譜分析未必能全面反映故障性質(zhì)，需經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后采取分析才能充分反映故障情況。而本次事故的油色譜分析結(jié)果表明，故障原因基本可以排除是由于分接開(kāi)關(guān)油室滲漏所引起的。

4 故障診斷與檢修

4.1 故障診斷

（1）在低電壓條件下，U相的有功功率損耗近乎是V相和W相的兩倍，損耗增大說(shuō)明U相繞組的電阻異常，U相繞組出現(xiàn)匝間短路故障的可能性極大。

（2）油色譜分析發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生前后有較大變化，而事故兩天后再次采樣的分析數(shù)據(jù)變化更為顯著，所以可以判斷變壓器內(nèi)部發(fā)生故障的可能性極大。

4.2 解體檢修

隨后對(duì)#1主變進(jìn)行解體檢修，吊罩后發(fā)現(xiàn)U相的高壓側(cè)繞組下部調(diào)壓區(qū)域上方上部4餅位置，有2餅繞組已經(jīng)燒損，且有明顯的局部變形。從繞組被燒損的情況，可以判定故障原因?yàn)槔@組匝間的絕緣遭受破壞，導(dǎo)致匝間短路，進(jìn)而燒損繞組，發(fā)生本次跳閘事故。

結(jié)語(yǔ)

在電力變壓器出現(xiàn)故障進(jìn)行故障診斷的過(guò)程中，不能片面理解試驗(yàn)結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要全面掌握設(shè)備的性能、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及相關(guān)試驗(yàn)技術(shù)，結(jié)合電氣試驗(yàn)、油質(zhì)分析以及設(shè)備的損壞程度等多方面因素，進(jìn)行綜合的分析，最后對(duì)變壓器故障做出準(zhǔn)確的判斷。此外，油色譜分析是一種十分有效的電力設(shè)備絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目，能夠有效提高充油電力設(shè)備故障診斷的準(zhǔn)確性，對(duì)于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行可以起到很好的監(jiān)督作用。

[1]夏春，劉歡.電力變壓器的故障分析與檢修[J].價(jià)值工程，2010，（32）:165.

[2]黃獻(xiàn)濤.淺談變壓器運(yùn)行中異?，F(xiàn)象的檢修與維護(hù)[J].江蘇電機(jī)工程，2009，（5）:14-16.

[3]司增彥.兩起110kV變壓器故障的診斷與處理[J].高壓電器，2007，（2）:157-158.

[4]曹小虎，曹小龍，周斌，等.一臺(tái)110kV變壓器故障診斷[J].華中電力，2009，（4）:65-67.