110kV變壓器油色譜數(shù)據(jù)異常分析

產(chǎn)啟中 李惠專

摘 要：文章主要介紹了一鋁金屬件被吹落至變壓器上，造成變壓器110kV側(cè)C相引線通過鋁金屬件對瓦斯繼電器取樣銅油管放電，致使該變壓器差動保護動作跳開兩側(cè)開關(guān)。通過油色譜分析發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，得出瞬間激增的大電流在動作過程產(chǎn)生電弧放電導致高壓側(cè)C相繞組明顯變形，在較短的時間內(nèi)弧道中產(chǎn)生了一些特征氣體，處理后進行了大量的跟蹤試驗，突出了在線監(jiān)測裝置的重要性。

關(guān)鍵詞：變壓器；油色譜；在線監(jiān)測

引言

變壓器的正常運行是對電力系統(tǒng)安全運行的最重要條件之一，必須最大限度地減少變壓器的故障和事故的發(fā)生的次數(shù)[1，2]。同時我國電力行業(yè)正在向大機組、大容量、高電壓等級電網(wǎng)發(fā)展[3]，而且社會發(fā)展對電力行業(yè)提出更嚴格要求。所以要對一些設備異常的狀態(tài)及時處理，降低事故率。通過變壓器油中氣體的色譜分析，在不停電的情況下對發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的某些潛伏性故障診斷非常有效[1]。經(jīng)驗證明，油中氣體的各種成分含量和故障的性質(zhì)及程度有關(guān)，它們之間存在直接的數(shù)學對應關(guān)系[3，4]。電力變壓器故障檢測所用到的化學檢測方法主要是通過變壓器油中特征氣體的含量、產(chǎn)氣速率和三比值法（包含改良三比值法）進行分析判斷。在我們實際工作過程中，為了更準確的判斷變壓器內(nèi)部的問題，結(jié)合歷史狀況和數(shù)據(jù)等判斷設備運行是否存在潛伏性故障以及故障類別[3，5，6]。

1 油色譜異常數(shù)據(jù)

2013年04月05日早上，中山某變電站一帶天氣惡劣，7時52分38秒，110kV變壓器故障跳開兩側(cè)開關(guān)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：戶外廣告牌的鋁金屬件被吹落至變壓器上，造成變壓器110kV側(cè)C相引線通過鋁金屬件對瓦斯繼電器取樣銅油管放電，致使變壓器差動保護動作跳開變壓器兩側(cè)開關(guān)。在發(fā)現(xiàn)事件后，對變壓器進行全面的試驗和檢查，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在中頻段高壓側(cè)C相繞組可能存在明顯變形或位移，其他高壓試驗無異常；油化驗的得出的結(jié)果如表1所示，文章主要是針對變壓器油色譜方面進行分析。

表1 變壓器異常前后色譜分析結(jié)果單位：μL/L

2 色譜異常數(shù)據(jù)分析

由表1中數(shù)據(jù)可以看出，變壓器在發(fā)生這次事件前色譜值處于正常狀態(tài)，說明變壓器內(nèi)部無異常情況。而在鋁金屬件被吹落至變壓器致使兩側(cè)開關(guān)跳開后，導致油色譜數(shù)據(jù)異常。油色譜試驗結(jié)果證明油中有電弧放電的情況，根據(jù)GB/T7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》中的改良三比值法來判斷，編碼為：101，由此判斷故障類型為電弧放電；放電原因只可能是線圈匝、層間短路，相間閃絡，引線對箱殼或其他接地體放電，分接開關(guān)飛弧[7]。2013年4月5日之前的試驗數(shù)據(jù)中都沒有發(fā)現(xiàn)C2H2，用本次色譜異常數(shù)據(jù)值分析，C2H2/C2H4=0.4<1，在此期間分接開關(guān)沒有操作，認為不應是有載開關(guān)滲漏造成的[8]。而且C相高壓引線通過鋁金屬件對瓦斯繼電器取樣銅油管放電，產(chǎn)生了明顯的電弧灼燒的痕跡，高壓試驗數(shù)據(jù)得出繞組有明顯變形。根據(jù)故障錄波信息為一次電流為7.28kA，比正常運行的電流激增了好幾倍，而由此可以判斷瞬間激增的大電流在動作過程產(chǎn)生電弧放電導致繞組明顯變形。在放電的過程中，弧道中產(chǎn)生了一些特征氣體，由于過程是一個比較快，未產(chǎn)生大量的特征氣體。經(jīng)過論證分析后，決定對變壓器油進行處理后送電運行。根據(jù)送電15天后變壓器油色譜試驗數(shù)據(jù)結(jié)果來看，各種成分氣體都比較穩(wěn)定，沒有增長的趨勢。

發(fā)生此次事件后，中山局對該變壓器的運維措施作了一些改變：（1）提高油色譜檢測頻度，根據(jù)每次油色譜數(shù)據(jù)的情況安排下次試驗的周期，直至油色譜數(shù)據(jù)正常為止。（2）半年后跟蹤一次主變繞組變形的變化情況，依據(jù)試驗情況確定下一步作法；（3）進行一次AIS局放測試及紅外測溫，同時在日最高負荷時觀察一次主變油溫負荷曲線是否正常。對該變壓器跟蹤后，未發(fā)現(xiàn)設備其他異常，目前已取消跟蹤，保持正常的運維措施。

3 結(jié)束語

油色譜法對變壓器內(nèi)部故障性質(zhì)的判斷和分析具有獨特的優(yōu)勢，結(jié)合高壓試驗結(jié)果及運行情況等進行綜合分析，可以比較清楚的分析出故障類型和部位。從此次的事件可以看出，一旦變壓器發(fā)生事故，將會有大量的檢修試驗工作，因此如若安裝在線監(jiān)測裝置，將大大減少工作量。對于一些色譜數(shù)據(jù)異常的設備，可以實時監(jiān)測跟蹤，預防設備狀態(tài)惡化，確保設備安全穩(wěn)定運行。目前電力行業(yè)的檢修模式主要還是傳統(tǒng)的計劃檢修模式，而狀態(tài)檢修是通過在線技術(shù)實時監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，把一些潛在的故障消除，降低了事故率。所以我們必須加快轉(zhuǎn)變檢修模式，避免重大事故的發(fā)生，提高電網(wǎng)的安全運行。變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置的推廣應用既提高了變電站運行的管理水平，又可為從預防性檢修體系過渡到預知性檢修體系奠定基礎[3]。

參考文獻

[1]胡發(fā)明.幾起變壓器油色譜異常的分析[J].電氣技術(shù)，2012，5.

[2]孟源源，劉煒.電力變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)綜述[J].華電技術(shù)，2009，11.

[3]周明.淺談變壓器油色譜在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，4.

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[8]程紹偉，金大鑫，張楠.220kV變壓器油色譜異常分析[J].變壓器，2013，7.