強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器油色譜異常原因分析及處理

邱少遠(yuǎn)　周多軍

摘 要：分析一起SFP9-360000/220變壓器油色譜異常事故，查出該事故是由潛油泵存在隱蔽性缺陷引起的。提出在大型強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器出現(xiàn)過(guò)熱性質(zhì)的油色譜異常時(shí)，檢查需要注意的相關(guān)事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：變壓器；油色譜；異常；潛油泵

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）06-0032-02

對(duì)變壓器進(jìn)行油中溶解氣體氣相色譜分析（DGA）是發(fā)現(xiàn)變壓器事故隱患、保證變壓器安全運(yùn)行的重要手段，也是判斷變壓器內(nèi)部故障性質(zhì)的有效方法。相應(yīng)的判據(jù)也有多種，這些判據(jù)的應(yīng)用都有其前提條件，如果不注意應(yīng)用前提將導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷。當(dāng)變壓器油色譜數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，首先要排除外部所有因素，在確認(rèn)異常來(lái)源于器身內(nèi)部時(shí)，才可以應(yīng)用DGA數(shù)據(jù)和相關(guān)判據(jù)指導(dǎo)異常查處工作。本文以一起SFP9-360000/220變壓器油色譜異常的查證分析為例，提出了防范強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器的潛油泵故障引發(fā)變壓器油色譜異常的措施。

1 事件簡(jiǎn)介

某電廠#3主變型號(hào)為SFP9-360000/220TH，系沈陽(yáng)變壓器廠1997年產(chǎn)品，于1999年在電廠投運(yùn)，歷史運(yùn)行情況良好。2014-01-22，該主變的定期油色譜分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，數(shù)據(jù)變化情況如表1所示，總烴超注意值。按《變壓器油中氣體分析和判斷導(dǎo)則》（DL/T 722—2000）的三比值法則判斷，故障類型編碼為022，即700 ℃以上高溫過(guò)熱故障。由于二氧化碳與一氧化碳的比值（CO2/CO）>7，且與以前相比沒(méi)有明顯漲幅，所以初步分析認(rèn)為該過(guò)熱性故障未涉及到固體絕緣。

核查#3機(jī)組2013-10—2014-01間的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)為：機(jī)組負(fù)荷160～310 MW，主變電流400～750 A，油溫40～56 ℃，均正常。在之前的巡檢記錄中未發(fā)現(xiàn)異常，鐵芯接地電流正常，冷卻器和其潛油泵運(yùn)行中的溫度、振動(dòng)均正常。

根據(jù)廠家和相關(guān)專家意見(jiàn)，同類設(shè)備曾發(fā)生過(guò)類似油色譜異?，F(xiàn)象，并最終出現(xiàn)套管引線過(guò)熱爆裂的事例，初步判斷引起油色譜異常為磁回路故障可能性最大。為確保設(shè)備安全運(yùn)行，該電廠便在發(fā)現(xiàn)異常的第二天，利用調(diào)峰時(shí)機(jī)，停機(jī)對(duì)該主變進(jìn)行了停電檢查。

2 原因檢證與分析

2.1 常規(guī)試驗(yàn)、內(nèi)檢、吊檢情況

對(duì)該設(shè)備作了常規(guī)實(shí)驗(yàn)、內(nèi)檢和吊檢，具體有以下幾方面：①進(jìn)行了主變絕緣、直阻、介損和泄漏電流的試驗(yàn)，結(jié)果無(wú)異常，其中鐵芯夾件對(duì)地絕緣的電阻為600 MΩ，鐵芯與夾件之間絕緣電阻為1 000 MΩ。②進(jìn)入主變器身進(jìn)行內(nèi)檢，除油箱磁屏蔽有一塊絕緣為零外，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)。經(jīng)查證是由于磁屏蔽接地處的絕緣墊脫落，分析認(rèn)為不會(huì)因此形成環(huán)流，與總烴超標(biāo)無(wú)關(guān)。③進(jìn)行吊罩檢查，能檢查到的可見(jiàn)部位沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何過(guò)熱痕跡，打開(kāi)鐵芯極間短接片后檢測(cè)得鐵芯極間絕緣為1 000 MΩ，地屏絕緣、夾件磁屏蔽絕緣均在1 000 MΩ以上；高壓側(cè)無(wú)載分接開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭表面光滑無(wú)過(guò)熱放電痕跡，且接觸良好；高、低壓側(cè)引線絕緣表面無(wú)放電、過(guò)熱變色痕跡，線圈絕緣顏色為黃色，目測(cè)絕緣狀態(tài)良好。

從以上情況來(lái)看，磁回路故障和主絕緣故障的可能性較低。為了獲得更多的特征數(shù)據(jù)，以便進(jìn)一步定位分析，避免盲目解體檢修帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失，決定進(jìn)行局部放電檢查、空載損耗試驗(yàn)和短路損耗試驗(yàn)。

2.2 局放、空載損耗、負(fù)載損耗測(cè)試結(jié)果

在上述檢查無(wú)異常后，進(jìn)行了主變繞組連帶套管的局放試驗(yàn)（1.3倍額定電壓下），三相局放量（PC）分別為：102，101，97，與歷史數(shù)據(jù)比較結(jié)果正常。隨后又進(jìn)行了單相空載和單相負(fù)載試驗(yàn)，空載損耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.

該主變鐵芯為三相五柱式，無(wú)法據(jù)此計(jì)算出其等效的三相損耗。但從表2中三相數(shù)據(jù)的大小關(guān)系、與外施電壓線性程度關(guān)系上分析，可以看出試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合變壓器的空載損耗規(guī)律，基本可以判斷鐵芯狀況良好無(wú)異常。

此外，在試驗(yàn)中，還進(jìn)行了約30%負(fù)荷電流下的負(fù)載損耗試驗(yàn)（數(shù)據(jù)略），換算后75 ℃下的總負(fù)載損耗與廠家出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)838.1 kW非常接近，未發(fā)現(xiàn)有異常。

2.3 變壓器空載運(yùn)行下的油色譜變化情況

由于通過(guò)上述試驗(yàn)檢測(cè)和吊罩檢查皆未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，因此決定利用220 kV系統(tǒng)電壓進(jìn)行#3主變空載工況檢查，在主變空載運(yùn)行下進(jìn)行油色譜變化的跟蹤分析，相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3.

從表3中數(shù)據(jù)的變化可以得出如下結(jié)論：①#3主變油中特征氣體含量的增加與#4冷卻器的投運(yùn)有較明顯關(guān)系；②人工取樣與在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有的時(shí)段一致，有的時(shí)段不一致，且總是東側(cè)的人工取樣先達(dá)到一個(gè)新的增長(zhǎng)值，之后西側(cè)的在線監(jiān)測(cè)才達(dá)到相應(yīng)值，這說(shuō)明了增長(zhǎng)氣體的擴(kuò)散方向，即產(chǎn)氣源就在人工取樣的東側(cè)，而#4冷卻器也在東側(cè)，結(jié)合①中所指出的因果關(guān)系，可以判斷#3主變油色譜異常現(xiàn)象是由#4冷卻器導(dǎo)致的。

2.4 對(duì)冷卻器潛油泵的進(jìn)一步檢查分析

雖然一開(kāi)始就檢查了冷卻器潛油泵，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常溫升和振動(dòng)的問(wèn)題，但表3中的數(shù)據(jù)表明#4冷卻器潛油泵可能存在導(dǎo)致油色譜異常的缺陷。檢測(cè)冷卻器運(yùn)行電流，發(fā)現(xiàn)#4冷卻器A相電流為16 A，較其他各組要大1 A左右；分部件檢測(cè)結(jié)果為#4冷卻器潛油泵A相電流比B，C相和其他冷卻器潛油泵各相電流偏大1 A；進(jìn)一步檢測(cè)其電機(jī)定子線間直流電阻，發(fā)現(xiàn)AB，CB線間直阻為6.2 Ω（正常值為4.5 Ω）。分析認(rèn)為，#4潛油泵電機(jī)定子線圈A相線圈存在匝間短路并燒斷部分線股的缺陷，運(yùn)行中被燒損的線股在啟動(dòng)電流沖擊下形成局部短路，造成運(yùn)行電流偏大、局部異常溫升，導(dǎo)致絕緣油過(guò)熱分解，這就是本次#3主變油色譜數(shù)據(jù)異常的真正原因。

#4冷卻器潛油泵為泵機(jī)合一結(jié)構(gòu)的盤(pán)式電機(jī)潛油泵（RK38-150-b型），經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)，定子線圈A相在一槽端口處有燒損，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他異常。

3 處理情況及相關(guān)啟示

更換#4潛油泵后，#3主變油色譜數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，總烴約150 mg/L。之后機(jī)組在60%～100%負(fù)荷率下運(yùn)行，主變運(yùn)行工況正常，油色譜數(shù)據(jù)的人工取樣分析結(jié)果與在線監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致，除CO，CO2有正常增長(zhǎng)外，其他組分沒(méi)有明顯變化。

在本次查證分析中，雖然對(duì)潛油泵進(jìn)行了檢查分析，但沒(méi)能在第一時(shí)間作出正確判斷，究其原因是將潛油泵電機(jī)當(dāng)作了普通電機(jī)。普通電機(jī)可通過(guò)表體溫度、聲音和振動(dòng)等靜觀現(xiàn)象來(lái)判斷其有無(wú)故障異常，而變壓器潛油泵電機(jī)由于浸在流動(dòng)油中，其局部短路過(guò)熱引起發(fā)熱崩潰的時(shí)間較長(zhǎng)，表觀特征檢查較難發(fā)現(xiàn)，只有通過(guò)三相電流和定子直阻檢測(cè)分析才能發(fā)現(xiàn)明顯異常。因此，除大小修時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按變壓器檢修導(dǎo)則要求進(jìn)行檢修和測(cè)試潛油泵電機(jī)定子直流電阻外，運(yùn)行中還應(yīng)定期檢測(cè)其三相電流，甚至可以考慮將潛油泵運(yùn)行電流納入重要輔助設(shè)備監(jiān)測(cè)之中。

本次事例也警示了變壓器專業(yè)人員，在對(duì)變壓器油色譜異?，F(xiàn)象的分析處理中，必須先通過(guò)試驗(yàn)分析確認(rèn)是否屬于變壓器內(nèi)部問(wèn)題，只有排除外部因素并確認(rèn)異常現(xiàn)象來(lái)源于變壓器內(nèi)部時(shí)，方可應(yīng)用相關(guān)判斷導(dǎo)則指導(dǎo)異常查處。此外，定期檢測(cè)、分析潛油泵運(yùn)行電流也是保證潛油泵安全運(yùn)行、及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在隱患的簡(jiǎn)便、有效的措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)大型變壓器油色譜數(shù)據(jù)異常現(xiàn)象，首先要排除外部所有因素，方可應(yīng)用DGA數(shù)據(jù)和相關(guān)判據(jù)指導(dǎo)異常查處工作。對(duì)大型強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器的潛油泵，運(yùn)行中要加強(qiáng)其運(yùn)行電流的檢測(cè)，大小修中要嚴(yán)格按變壓器檢修導(dǎo)則檢測(cè)其電機(jī)定子直流電阻，在變壓器出現(xiàn)過(guò)熱性質(zhì)的油色譜異常時(shí)，首先要徹底排查潛油泵有無(wú)缺陷。

參考文獻(xiàn)

[1]陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[2]操敦奎.變壓器油色譜分析與故障診斷[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

〔編輯：李玨〕

摘 要：分析一起SFP9-360000/220變壓器油色譜異常事故，查出該事故是由潛油泵存在隱蔽性缺陷引起的。提出在大型強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器出現(xiàn)過(guò)熱性質(zhì)的油色譜異常時(shí)，檢查需要注意的相關(guān)事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：變壓器；油色譜；異常；潛油泵

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）06-0032-02

對(duì)變壓器進(jìn)行油中溶解氣體氣相色譜分析（DGA）是發(fā)現(xiàn)變壓器事故隱患、保證變壓器安全運(yùn)行的重要手段，也是判斷變壓器內(nèi)部故障性質(zhì)的有效方法。相應(yīng)的判據(jù)也有多種，這些判據(jù)的應(yīng)用都有其前提條件，如果不注意應(yīng)用前提將導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷。當(dāng)變壓器油色譜數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，首先要排除外部所有因素，在確認(rèn)異常來(lái)源于器身內(nèi)部時(shí)，才可以應(yīng)用DGA數(shù)據(jù)和相關(guān)判據(jù)指導(dǎo)異常查處工作。本文以一起SFP9-360000/220變壓器油色譜異常的查證分析為例，提出了防范強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器的潛油泵故障引發(fā)變壓器油色譜異常的措施。

1 事件簡(jiǎn)介

某電廠#3主變型號(hào)為SFP9-360000/220TH，系沈陽(yáng)變壓器廠1997年產(chǎn)品，于1999年在電廠投運(yùn)，歷史運(yùn)行情況良好。2014-01-22，該主變的定期油色譜分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，數(shù)據(jù)變化情況如表1所示，總烴超注意值。按《變壓器油中氣體分析和判斷導(dǎo)則》（DL/T 722—2000）的三比值法則判斷，故障類型編碼為022，即700 ℃以上高溫過(guò)熱故障。由于二氧化碳與一氧化碳的比值（CO2/CO）>7，且與以前相比沒(méi)有明顯漲幅，所以初步分析認(rèn)為該過(guò)熱性故障未涉及到固體絕緣。

核查#3機(jī)組2013-10—2014-01間的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)為：機(jī)組負(fù)荷160～310 MW，主變電流400～750 A，油溫40～56 ℃，均正常。在之前的巡檢記錄中未發(fā)現(xiàn)異常，鐵芯接地電流正常，冷卻器和其潛油泵運(yùn)行中的溫度、振動(dòng)均正常。

根據(jù)廠家和相關(guān)專家意見(jiàn)，同類設(shè)備曾發(fā)生過(guò)類似油色譜異?，F(xiàn)象，并最終出現(xiàn)套管引線過(guò)熱爆裂的事例，初步判斷引起油色譜異常為磁回路故障可能性最大。為確保設(shè)備安全運(yùn)行，該電廠便在發(fā)現(xiàn)異常的第二天，利用調(diào)峰時(shí)機(jī)，停機(jī)對(duì)該主變進(jìn)行了停電檢查。

2 原因檢證與分析

2.1 常規(guī)試驗(yàn)、內(nèi)檢、吊檢情況

對(duì)該設(shè)備作了常規(guī)實(shí)驗(yàn)、內(nèi)檢和吊檢，具體有以下幾方面：①進(jìn)行了主變絕緣、直阻、介損和泄漏電流的試驗(yàn)，結(jié)果無(wú)異常，其中鐵芯夾件對(duì)地絕緣的電阻為600 MΩ，鐵芯與夾件之間絕緣電阻為1 000 MΩ。②進(jìn)入主變器身進(jìn)行內(nèi)檢，除油箱磁屏蔽有一塊絕緣為零外，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)。經(jīng)查證是由于磁屏蔽接地處的絕緣墊脫落，分析認(rèn)為不會(huì)因此形成環(huán)流，與總烴超標(biāo)無(wú)關(guān)。③進(jìn)行吊罩檢查，能檢查到的可見(jiàn)部位沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何過(guò)熱痕跡，打開(kāi)鐵芯極間短接片后檢測(cè)得鐵芯極間絕緣為1 000 MΩ，地屏絕緣、夾件磁屏蔽絕緣均在1 000 MΩ以上；高壓側(cè)無(wú)載分接開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭表面光滑無(wú)過(guò)熱放電痕跡，且接觸良好；高、低壓側(cè)引線絕緣表面無(wú)放電、過(guò)熱變色痕跡，線圈絕緣顏色為黃色，目測(cè)絕緣狀態(tài)良好。

從以上情況來(lái)看，磁回路故障和主絕緣故障的可能性較低。為了獲得更多的特征數(shù)據(jù)，以便進(jìn)一步定位分析，避免盲目解體檢修帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失，決定進(jìn)行局部放電檢查、空載損耗試驗(yàn)和短路損耗試驗(yàn)。

2.2 局放、空載損耗、負(fù)載損耗測(cè)試結(jié)果

在上述檢查無(wú)異常后，進(jìn)行了主變繞組連帶套管的局放試驗(yàn)（1.3倍額定電壓下），三相局放量（PC）分別為：102，101，97，與歷史數(shù)據(jù)比較結(jié)果正常。隨后又進(jìn)行了單相空載和單相負(fù)載試驗(yàn)，空載損耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.

該主變鐵芯為三相五柱式，無(wú)法據(jù)此計(jì)算出其等效的三相損耗。但從表2中三相數(shù)據(jù)的大小關(guān)系、與外施電壓線性程度關(guān)系上分析，可以看出試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合變壓器的空載損耗規(guī)律，基本可以判斷鐵芯狀況良好無(wú)異常。

此外，在試驗(yàn)中，還進(jìn)行了約30%負(fù)荷電流下的負(fù)載損耗試驗(yàn)（數(shù)據(jù)略），換算后75 ℃下的總負(fù)載損耗與廠家出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)838.1 kW非常接近，未發(fā)現(xiàn)有異常。

2.3 變壓器空載運(yùn)行下的油色譜變化情況

由于通過(guò)上述試驗(yàn)檢測(cè)和吊罩檢查皆未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，因此決定利用220 kV系統(tǒng)電壓進(jìn)行#3主變空載工況檢查，在主變空載運(yùn)行下進(jìn)行油色譜變化的跟蹤分析，相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3.

從表3中數(shù)據(jù)的變化可以得出如下結(jié)論：①#3主變油中特征氣體含量的增加與#4冷卻器的投運(yùn)有較明顯關(guān)系；②人工取樣與在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有的時(shí)段一致，有的時(shí)段不一致，且總是東側(cè)的人工取樣先達(dá)到一個(gè)新的增長(zhǎng)值，之后西側(cè)的在線監(jiān)測(cè)才達(dá)到相應(yīng)值，這說(shuō)明了增長(zhǎng)氣體的擴(kuò)散方向，即產(chǎn)氣源就在人工取樣的東側(cè)，而#4冷卻器也在東側(cè)，結(jié)合①中所指出的因果關(guān)系，可以判斷#3主變油色譜異?，F(xiàn)象是由#4冷卻器導(dǎo)致的。

2.4 對(duì)冷卻器潛油泵的進(jìn)一步檢查分析

雖然一開(kāi)始就檢查了冷卻器潛油泵，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常溫升和振動(dòng)的問(wèn)題，但表3中的數(shù)據(jù)表明#4冷卻器潛油泵可能存在導(dǎo)致油色譜異常的缺陷。檢測(cè)冷卻器運(yùn)行電流，發(fā)現(xiàn)#4冷卻器A相電流為16 A，較其他各組要大1 A左右；分部件檢測(cè)結(jié)果為#4冷卻器潛油泵A相電流比B，C相和其他冷卻器潛油泵各相電流偏大1 A；進(jìn)一步檢測(cè)其電機(jī)定子線間直流電阻，發(fā)現(xiàn)AB，CB線間直阻為6.2 Ω（正常值為4.5 Ω）。分析認(rèn)為，#4潛油泵電機(jī)定子線圈A相線圈存在匝間短路并燒斷部分線股的缺陷，運(yùn)行中被燒損的線股在啟動(dòng)電流沖擊下形成局部短路，造成運(yùn)行電流偏大、局部異常溫升，導(dǎo)致絕緣油過(guò)熱分解，這就是本次#3主變油色譜數(shù)據(jù)異常的真正原因。

#4冷卻器潛油泵為泵機(jī)合一結(jié)構(gòu)的盤(pán)式電機(jī)潛油泵（RK38-150-b型），經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)，定子線圈A相在一槽端口處有燒損，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他異常。

3 處理情況及相關(guān)啟示

更換#4潛油泵后，#3主變油色譜數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，總烴約150 mg/L。之后機(jī)組在60%～100%負(fù)荷率下運(yùn)行，主變運(yùn)行工況正常，油色譜數(shù)據(jù)的人工取樣分析結(jié)果與在線監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致，除CO，CO2有正常增長(zhǎng)外，其他組分沒(méi)有明顯變化。

在本次查證分析中，雖然對(duì)潛油泵進(jìn)行了檢查分析，但沒(méi)能在第一時(shí)間作出正確判斷，究其原因是將潛油泵電機(jī)當(dāng)作了普通電機(jī)。普通電機(jī)可通過(guò)表體溫度、聲音和振動(dòng)等靜觀現(xiàn)象來(lái)判斷其有無(wú)故障異常，而變壓器潛油泵電機(jī)由于浸在流動(dòng)油中，其局部短路過(guò)熱引起發(fā)熱崩潰的時(shí)間較長(zhǎng)，表觀特征檢查較難發(fā)現(xiàn)，只有通過(guò)三相電流和定子直阻檢測(cè)分析才能發(fā)現(xiàn)明顯異常。因此，除大小修時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按變壓器檢修導(dǎo)則要求進(jìn)行檢修和測(cè)試潛油泵電機(jī)定子直流電阻外，運(yùn)行中還應(yīng)定期檢測(cè)其三相電流，甚至可以考慮將潛油泵運(yùn)行電流納入重要輔助設(shè)備監(jiān)測(cè)之中。

本次事例也警示了變壓器專業(yè)人員，在對(duì)變壓器油色譜異?，F(xiàn)象的分析處理中，必須先通過(guò)試驗(yàn)分析確認(rèn)是否屬于變壓器內(nèi)部問(wèn)題，只有排除外部因素并確認(rèn)異?，F(xiàn)象來(lái)源于變壓器內(nèi)部時(shí)，方可應(yīng)用相關(guān)判斷導(dǎo)則指導(dǎo)異常查處。此外，定期檢測(cè)、分析潛油泵運(yùn)行電流也是保證潛油泵安全運(yùn)行、及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在隱患的簡(jiǎn)便、有效的措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)大型變壓器油色譜數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象，首先要排除外部所有因素，方可應(yīng)用DGA數(shù)據(jù)和相關(guān)判據(jù)指導(dǎo)異常查處工作。對(duì)大型強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器的潛油泵，運(yùn)行中要加強(qiáng)其運(yùn)行電流的檢測(cè)，大小修中要嚴(yán)格按變壓器檢修導(dǎo)則檢測(cè)其電機(jī)定子直流電阻，在變壓器出現(xiàn)過(guò)熱性質(zhì)的油色譜異常時(shí)，首先要徹底排查潛油泵有無(wú)缺陷。

參考文獻(xiàn)

[1]陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[2]操敦奎.變壓器油色譜分析與故障診斷[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

〔編輯：李玨〕

摘 要：分析一起SFP9-360000/220變壓器油色譜異常事故，查出該事故是由潛油泵存在隱蔽性缺陷引起的。提出在大型強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器出現(xiàn)過(guò)熱性質(zhì)的油色譜異常時(shí)，檢查需要注意的相關(guān)事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：變壓器；油色譜；異常；潛油泵

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）06-0032-02

對(duì)變壓器進(jìn)行油中溶解氣體氣相色譜分析（DGA）是發(fā)現(xiàn)變壓器事故隱患、保證變壓器安全運(yùn)行的重要手段，也是判斷變壓器內(nèi)部故障性質(zhì)的有效方法。相應(yīng)的判據(jù)也有多種，這些判據(jù)的應(yīng)用都有其前提條件，如果不注意應(yīng)用前提將導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷。當(dāng)變壓器油色譜數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，首先要排除外部所有因素，在確認(rèn)異常來(lái)源于器身內(nèi)部時(shí)，才可以應(yīng)用DGA數(shù)據(jù)和相關(guān)判據(jù)指導(dǎo)異常查處工作。本文以一起SFP9-360000/220變壓器油色譜異常的查證分析為例，提出了防范強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器的潛油泵故障引發(fā)變壓器油色譜異常的措施。

1 事件簡(jiǎn)介

某電廠#3主變型號(hào)為SFP9-360000/220TH，系沈陽(yáng)變壓器廠1997年產(chǎn)品，于1999年在電廠投運(yùn)，歷史運(yùn)行情況良好。2014-01-22，該主變的定期油色譜分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，數(shù)據(jù)變化情況如表1所示，總烴超注意值。按《變壓器油中氣體分析和判斷導(dǎo)則》（DL/T 722—2000）的三比值法則判斷，故障類型編碼為022，即700 ℃以上高溫過(guò)熱故障。由于二氧化碳與一氧化碳的比值（CO2/CO）>7，且與以前相比沒(méi)有明顯漲幅，所以初步分析認(rèn)為該過(guò)熱性故障未涉及到固體絕緣。

核查#3機(jī)組2013-10—2014-01間的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)為：機(jī)組負(fù)荷160～310 MW，主變電流400～750 A，油溫40～56 ℃，均正常。在之前的巡檢記錄中未發(fā)現(xiàn)異常，鐵芯接地電流正常，冷卻器和其潛油泵運(yùn)行中的溫度、振動(dòng)均正常。

根據(jù)廠家和相關(guān)專家意見(jiàn)，同類設(shè)備曾發(fā)生過(guò)類似油色譜異?，F(xiàn)象，并最終出現(xiàn)套管引線過(guò)熱爆裂的事例，初步判斷引起油色譜異常為磁回路故障可能性最大。為確保設(shè)備安全運(yùn)行，該電廠便在發(fā)現(xiàn)異常的第二天，利用調(diào)峰時(shí)機(jī)，停機(jī)對(duì)該主變進(jìn)行了停電檢查。

2 原因檢證與分析

2.1 常規(guī)試驗(yàn)、內(nèi)檢、吊檢情況

對(duì)該設(shè)備作了常規(guī)實(shí)驗(yàn)、內(nèi)檢和吊檢，具體有以下幾方面：①進(jìn)行了主變絕緣、直阻、介損和泄漏電流的試驗(yàn)，結(jié)果無(wú)異常，其中鐵芯夾件對(duì)地絕緣的電阻為600 MΩ，鐵芯與夾件之間絕緣電阻為1 000 MΩ。②進(jìn)入主變器身進(jìn)行內(nèi)檢，除油箱磁屏蔽有一塊絕緣為零外，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可疑點(diǎn)。經(jīng)查證是由于磁屏蔽接地處的絕緣墊脫落，分析認(rèn)為不會(huì)因此形成環(huán)流，與總烴超標(biāo)無(wú)關(guān)。③進(jìn)行吊罩檢查，能檢查到的可見(jiàn)部位沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何過(guò)熱痕跡，打開(kāi)鐵芯極間短接片后檢測(cè)得鐵芯極間絕緣為1 000 MΩ，地屏絕緣、夾件磁屏蔽絕緣均在1 000 MΩ以上；高壓側(cè)無(wú)載分接開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭表面光滑無(wú)過(guò)熱放電痕跡，且接觸良好；高、低壓側(cè)引線絕緣表面無(wú)放電、過(guò)熱變色痕跡，線圈絕緣顏色為黃色，目測(cè)絕緣狀態(tài)良好。

從以上情況來(lái)看，磁回路故障和主絕緣故障的可能性較低。為了獲得更多的特征數(shù)據(jù)，以便進(jìn)一步定位分析，避免盲目解體檢修帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失，決定進(jìn)行局部放電檢查、空載損耗試驗(yàn)和短路損耗試驗(yàn)。

2.2 局放、空載損耗、負(fù)載損耗測(cè)試結(jié)果

在上述檢查無(wú)異常后，進(jìn)行了主變繞組連帶套管的局放試驗(yàn)（1.3倍額定電壓下），三相局放量（PC）分別為：102，101，97，與歷史數(shù)據(jù)比較結(jié)果正常。隨后又進(jìn)行了單相空載和單相負(fù)載試驗(yàn)，空載損耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.

該主變鐵芯為三相五柱式，無(wú)法據(jù)此計(jì)算出其等效的三相損耗。但從表2中三相數(shù)據(jù)的大小關(guān)系、與外施電壓線性程度關(guān)系上分析，可以看出試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合變壓器的空載損耗規(guī)律，基本可以判斷鐵芯狀況良好無(wú)異常。

此外，在試驗(yàn)中，還進(jìn)行了約30%負(fù)荷電流下的負(fù)載損耗試驗(yàn)（數(shù)據(jù)略），換算后75 ℃下的總負(fù)載損耗與廠家出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)838.1 kW非常接近，未發(fā)現(xiàn)有異常。

2.3 變壓器空載運(yùn)行下的油色譜變化情況

由于通過(guò)上述試驗(yàn)檢測(cè)和吊罩檢查皆未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，因此決定利用220 kV系統(tǒng)電壓進(jìn)行#3主變空載工況檢查，在主變空載運(yùn)行下進(jìn)行油色譜變化的跟蹤分析，相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3.

從表3中數(shù)據(jù)的變化可以得出如下結(jié)論：①#3主變油中特征氣體含量的增加與#4冷卻器的投運(yùn)有較明顯關(guān)系；②人工取樣與在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有的時(shí)段一致，有的時(shí)段不一致，且總是東側(cè)的人工取樣先達(dá)到一個(gè)新的增長(zhǎng)值，之后西側(cè)的在線監(jiān)測(cè)才達(dá)到相應(yīng)值，這說(shuō)明了增長(zhǎng)氣體的擴(kuò)散方向，即產(chǎn)氣源就在人工取樣的東側(cè)，而#4冷卻器也在東側(cè)，結(jié)合①中所指出的因果關(guān)系，可以判斷#3主變油色譜異?，F(xiàn)象是由#4冷卻器導(dǎo)致的。

2.4 對(duì)冷卻器潛油泵的進(jìn)一步檢查分析

雖然一開(kāi)始就檢查了冷卻器潛油泵，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常溫升和振動(dòng)的問(wèn)題，但表3中的數(shù)據(jù)表明#4冷卻器潛油泵可能存在導(dǎo)致油色譜異常的缺陷。檢測(cè)冷卻器運(yùn)行電流，發(fā)現(xiàn)#4冷卻器A相電流為16 A，較其他各組要大1 A左右；分部件檢測(cè)結(jié)果為#4冷卻器潛油泵A相電流比B，C相和其他冷卻器潛油泵各相電流偏大1 A；進(jìn)一步檢測(cè)其電機(jī)定子線間直流電阻，發(fā)現(xiàn)AB，CB線間直阻為6.2 Ω（正常值為4.5 Ω）。分析認(rèn)為，#4潛油泵電機(jī)定子線圈A相線圈存在匝間短路并燒斷部分線股的缺陷，運(yùn)行中被燒損的線股在啟動(dòng)電流沖擊下形成局部短路，造成運(yùn)行電流偏大、局部異常溫升，導(dǎo)致絕緣油過(guò)熱分解，這就是本次#3主變油色譜數(shù)據(jù)異常的真正原因。

#4冷卻器潛油泵為泵機(jī)合一結(jié)構(gòu)的盤(pán)式電機(jī)潛油泵（RK38-150-b型），經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)，定子線圈A相在一槽端口處有燒損，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他異常。

3 處理情況及相關(guān)啟示

更換#4潛油泵后，#3主變油色譜數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，總烴約150 mg/L。之后機(jī)組在60%～100%負(fù)荷率下運(yùn)行，主變運(yùn)行工況正常，油色譜數(shù)據(jù)的人工取樣分析結(jié)果與在線監(jiān)測(cè)結(jié)果基本一致，除CO，CO2有正常增長(zhǎng)外，其他組分沒(méi)有明顯變化。

在本次查證分析中，雖然對(duì)潛油泵進(jìn)行了檢查分析，但沒(méi)能在第一時(shí)間作出正確判斷，究其原因是將潛油泵電機(jī)當(dāng)作了普通電機(jī)。普通電機(jī)可通過(guò)表體溫度、聲音和振動(dòng)等靜觀現(xiàn)象來(lái)判斷其有無(wú)故障異常，而變壓器潛油泵電機(jī)由于浸在流動(dòng)油中，其局部短路過(guò)熱引起發(fā)熱崩潰的時(shí)間較長(zhǎng)，表觀特征檢查較難發(fā)現(xiàn)，只有通過(guò)三相電流和定子直阻檢測(cè)分析才能發(fā)現(xiàn)明顯異常。因此，除大小修時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按變壓器檢修導(dǎo)則要求進(jìn)行檢修和測(cè)試潛油泵電機(jī)定子直流電阻外，運(yùn)行中還應(yīng)定期檢測(cè)其三相電流，甚至可以考慮將潛油泵運(yùn)行電流納入重要輔助設(shè)備監(jiān)測(cè)之中。

本次事例也警示了變壓器專業(yè)人員，在對(duì)變壓器油色譜異?，F(xiàn)象的分析處理中，必須先通過(guò)試驗(yàn)分析確認(rèn)是否屬于變壓器內(nèi)部問(wèn)題，只有排除外部因素并確認(rèn)異?，F(xiàn)象來(lái)源于變壓器內(nèi)部時(shí)，方可應(yīng)用相關(guān)判斷導(dǎo)則指導(dǎo)異常查處。此外，定期檢測(cè)、分析潛油泵運(yùn)行電流也是保證潛油泵安全運(yùn)行、及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在隱患的簡(jiǎn)便、有效的措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)大型變壓器油色譜數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象，首先要排除外部所有因素，方可應(yīng)用DGA數(shù)據(jù)和相關(guān)判據(jù)指導(dǎo)異常查處工作。對(duì)大型強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器的潛油泵，運(yùn)行中要加強(qiáng)其運(yùn)行電流的檢測(cè)，大小修中要嚴(yán)格按變壓器檢修導(dǎo)則檢測(cè)其電機(jī)定子直流電阻，在變壓器出現(xiàn)過(guò)熱性質(zhì)的油色譜異常時(shí)，首先要徹底排查潛油泵有無(wú)缺陷。

參考文獻(xiàn)

[1]陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[2]操敦奎.變壓器油色譜分析與故障診斷[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

〔編輯：李玨〕