基于油浸式電力變壓器油故障的綜合診斷分析

彭文斌 丁元

摘 要：電力變壓器是電力系統(tǒng)運(yùn)行中進(jìn)行著電能轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及電能質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。油浸式電力變壓器因成本低、散熱好、過(guò)負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在的電網(wǎng)中。隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)電力的需求加劇，對(duì)變壓器故障提出了查找分析故障速度快、停電檢修效率高的要求，降低低效的停電時(shí)間，保障供電水平。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；供電；電氣試驗(yàn)

目前，在變壓器故障診斷中，只憑電氣試驗(yàn)的方法往往很難發(fā)現(xiàn)某些局部故障與發(fā)熱缺陷，特別是變壓器內(nèi)部的過(guò)熱性和放電性缺陷。本文通過(guò)色譜分析法、電氣試驗(yàn)等方法對(duì)某變電站110kV、50MVA主變進(jìn)行綜合故障判斷，分析變壓器內(nèi)部潛伏性故障，根據(jù)綜合結(jié)果及利用主變本體及油枕與有載分接開(kāi)關(guān)之間的壓力做加壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)分接開(kāi)關(guān)桶底滲漏。

1 變壓器油色譜分析

2014年7月對(duì)該變壓器進(jìn)行油色譜分析，與上次歷史數(shù)據(jù)比較，發(fā)現(xiàn)油色譜中乙炔含量增加，具有加速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但總烴含量未超標(biāo)，且鐵芯電流正常，正值迎峰度夏期，不易進(jìn)行停電檢查，決定相對(duì)的降低負(fù)荷，對(duì)其進(jìn)行連續(xù)的跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)其增加的趨勢(shì)與負(fù)荷大小沒(méi)有突出明顯的關(guān)聯(lián) 。因產(chǎn)氣速率與故障消耗能量大小、故障部位、故障點(diǎn)的溫度等情況有直接關(guān)系，根據(jù)絕對(duì)產(chǎn)氣速率公式計(jì)算：

（1）

式中絕對(duì)產(chǎn)氣速率 ，ml/d；Ci1、Ci2為第一次、第二次取樣測(cè)得油中乙炔氣體濃度， ； 為二次取樣時(shí)間間隔中的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間（日），d；G為設(shè)備總油量，t； 為油的密度，t/m，連續(xù)近兩個(gè)月的跟蹤，乙炔增速較快且超過(guò)注意值5μl/L，其絕對(duì)產(chǎn)氣速率超過(guò)《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》規(guī)定的0.1ml/d注意值，所以有理由判斷設(shè)備可能存在故障，可利用三比值法進(jìn)行故障判斷。

對(duì)照故障類(lèi)型判斷方法，屬于低能放電和電弧放電類(lèi)型。可能由于線(xiàn)圈匝間、層間短路、線(xiàn)圈熔斷、分接抽頭引線(xiàn)和油隙閃絡(luò)、不同電位間的油中火花放電、懸浮放電或者分接開(kāi)關(guān)飛弧等故障。故障氣體的組成和含量與故障的類(lèi)型和故障的嚴(yán)重程度有密切關(guān)系，乙炔的增長(zhǎng)速度較快且超過(guò)注意值，防止存在的以上潛伏性故障發(fā)展成電網(wǎng)事故，對(duì)變壓器進(jìn)了停電試驗(yàn)。

2 電氣試驗(yàn)及問(wèn)題分析

停電對(duì)變壓器進(jìn)行了外觀常規(guī)檢查及電氣試驗(yàn)，重點(diǎn)檢查110kV中性點(diǎn)套管本身的狀況，有載分解開(kāi)關(guān)接觸及有載開(kāi)關(guān)桶內(nèi)是否存在滲油點(diǎn)、主變中性點(diǎn)套管與中性點(diǎn)連接引線(xiàn)之間是否存在放電點(diǎn)。包括了介質(zhì)損耗、直阻，鐵芯、夾件絕緣電阻、吸收比等各種試驗(yàn)，數(shù)據(jù)顯示均正常，未發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。

由電氣試驗(yàn)直阻等數(shù)據(jù)正常排除了線(xiàn)圈、分接開(kāi)關(guān)接觸不良等引起的放電故障，綜合分析是否是由于分接開(kāi)關(guān)飛弧，有載開(kāi)關(guān)油箱漏油滲漏進(jìn)入本體導(dǎo)致本體油中乙炔氣體含量超標(biāo)而引起的誤判。所以在有載分接開(kāi)關(guān)廠(chǎng)家配合下，將有載分接開(kāi)關(guān)內(nèi)部絕緣油放凈，桶底擦拭干凈，利用主變本體及油枕與有載分接開(kāi)關(guān)之間的壓力做加壓試驗(yàn)。靜置兩小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)桶底有少量絕緣油出現(xiàn)；再次將桶內(nèi)絕緣油跡擦拭干凈，靜置兩小時(shí)后，再次發(fā)現(xiàn)有絕緣油滲出。檢查后初步發(fā)現(xiàn)桶底密封件存在滲油現(xiàn)象。即有載開(kāi)關(guān)油箱內(nèi)含有乙炔氣體的油滲入本體，造成本體乙炔含量升高以致超過(guò)注意值。

3 故障處理及跟蹤檢查

對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行討論制定了處理方案，工作內(nèi)容如下：

（1）將桶內(nèi)油放凈后，將新密封件安裝至滲油的密封件外側(cè)，完成后將桶內(nèi)擦拭干凈靜置觀察，滲油現(xiàn)象基本消除；

（2）將有載開(kāi)關(guān)還原并注入合格絕緣油密封后，主變高壓側(cè)直流電阻結(jié)果符合《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》的要求；

（3）主變本體絕緣油真空脫氣；

（4）在濾油真空脫氣的同時(shí)，將主變110kV中性點(diǎn)套管拔出，檢查套管及中性點(diǎn)引線(xiàn)有無(wú)放電點(diǎn)。檢查結(jié)果為：中性點(diǎn)引線(xiàn)完好，未發(fā)現(xiàn)引線(xiàn)的表面有放電及灼燒痕跡，套管完好無(wú)放電點(diǎn)；

（5）濾油脫氣工作結(jié)束主變送電運(yùn)行后，分別在1d、4d、10d、30d采集主變本體（取樣點(diǎn)為本體下部取樣閥處）、散熱器下部、備用補(bǔ)充油罐內(nèi)油樣進(jìn)行色譜試驗(yàn)。連續(xù)跟蹤色譜分析，試驗(yàn)結(jié)果為：除散熱器內(nèi)檢測(cè)出還含有微量的乙炔外，主變本體及油罐油樣未檢出乙炔成分。

4 總結(jié)

油浸式變壓器絕緣油的劣化或者在高溫、放電下的裂解，降低了其絕緣性能，對(duì)變壓器等設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)安全帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。通過(guò)油色譜分析和電氣試驗(yàn)的綜合分析，能盡快發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性故障，雖然無(wú)法正確定位故障具體位置，但是能隨時(shí)掌握故障的發(fā)展情況，而且加快了故障的查找速度，提高了故障的處理水平。

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