變壓器內(nèi)部潛伏性故障的分析和判斷實(shí)例

左學(xué)同

摘 要 利用氣相色譜法分析絕緣油中溶解氣體含量，是檢測(cè)變壓器內(nèi)部故障直接和準(zhǔn)確的方法之一，能夠在早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障。筆者通過對(duì)棗園變電站1號(hào)主變壓器大修并消除事故隱患的案例，分析故障原因，制定解決方案。通過氣相色譜分析、帶電測(cè)試和電氣試驗(yàn)相結(jié)合的方法，準(zhǔn)確地判斷出變壓器的潛伏性故障，確保了變壓器的安全運(yùn)行，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修和及早發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部潛伏性故障提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 變壓器 潛伏性故障 狀態(tài)檢修

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0前言

變壓器是電網(wǎng)中的重要設(shè)備，及時(shí)查找和判斷變壓器內(nèi)部的缺陷和潛伏性故障是保障其安全運(yùn)行的重要手段。利用氣相色譜法分析絕緣油中溶解氣體含量，是檢測(cè)變壓器內(nèi)部故障直接和準(zhǔn)確的方法之一，它可以在設(shè)備不停電的情況下連續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)油中溶解氣體的組分及各組分的含量預(yù)測(cè)設(shè)備內(nèi)部有無故障、故障類型及其大致部位和發(fā)展程度，早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的潛伏性故障。近年來，隨著“輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修”的開展，對(duì)輸變電設(shè)備可用率和供電可靠性要求在不斷提高，《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》中要求對(duì)變壓器內(nèi)部潛伏性故障監(jiān)測(cè)和分析時(shí)，把色譜分析作為判斷變壓器狀況的主要方法。

1 110KV主變壓器故障情況

2008年5月，棗園變電站1號(hào)主變壓器進(jìn)行大修。由于此變壓器已運(yùn)行十年以上，依據(jù)歷年來的運(yùn)行檔案、檢修記錄，如更換過套管，受過出口短路沖擊，散熱片滲漏油嚴(yán)重；同時(shí)根據(jù)此變壓器生產(chǎn)廠在同時(shí)期、同型號(hào)生產(chǎn)的其他變壓器存在的“家族”性缺陷；如出現(xiàn)過鐵芯多點(diǎn)接地，有載分接開關(guān)油滲入到本體內(nèi)等情況。所以對(duì)此變壓器進(jìn)行了吊罩檢查和改造，在對(duì)該變壓器投運(yùn)后，分別按大修后的周期進(jìn)行了色譜分析，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)變壓器本體油色譜數(shù)據(jù)異常，繼續(xù)跟蹤（10天）分析，變壓器油中的總烴、乙炔及氫氣含量持續(xù)增長(zhǎng)。于是在2008年6月初又進(jìn)行了吊罩消缺，發(fā)現(xiàn)并消除了一起重大事故隱患。

1.1故障分析

根據(jù)2008年5月12日、14日、21日、6月1日主變油色譜分析結(jié)果，油中的總烴、乙炔及氫氣含量超過注意值，并呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，總烴、氫氣相對(duì)產(chǎn)氣速率超標(biāo)，三比值編碼為021，判斷變壓器本體內(nèi)部存在中性過熱性故障。其原因可能有：

（1）引線及繞組接頭焊接或分接開關(guān)接觸不良；

（2）鐵芯部分片間短路，鐵芯多點(diǎn)接地；

（3）漏磁、渦流引起的局部過熱等其他因素。

為此，制定了如下方案：

（1）運(yùn)行人員加強(qiáng)巡視監(jiān)護(hù)；

（2）定時(shí)對(duì)變壓器進(jìn)行鐵芯、夾件對(duì)地電流的測(cè)量，白天3小時(shí)一次，夜晚6小時(shí)一次；

（3）停電進(jìn)行電氣試驗(yàn)；

（4）準(zhǔn)備第二次吊罩檢查并進(jìn)行濾油處理。

1.2鐵芯及夾件對(duì)地電流

從色譜分析看，排除了鐵芯和夾件間歇性放電的可能，因?yàn)槿戎稻幋a為中溫過熱性故障021，如果是間歇性放電就是放電故障。

第一次吊罩前鐵芯及夾件對(duì)地電流分別在60MA—80MA和40MA—50MA變壓器出現(xiàn)異常后測(cè)量的鐵芯及夾件對(duì)地電流分別為70MA—80MA和45MA—60MA之間。從測(cè)量結(jié)果分析，變壓器鐵芯和夾件多點(diǎn)接地的可能性也小。

1.3電氣試驗(yàn)

分別進(jìn)行繞組直流電阻測(cè)試、絕緣電阻及吸收比試驗(yàn)、介損試驗(yàn)、有載開關(guān)特性試驗(yàn)、鐵芯、夾件絕緣電阻測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果均合格。

1.4吊罩檢查

2008年6月5日進(jìn)行了吊罩檢查，發(fā)現(xiàn)造成主變中溫過熱性故障的直接原因是：廠家制造工藝不良使該主變鐵芯外引接地插片過長(zhǎng)且強(qiáng)度不夠、爬倒在鐵芯上，造成運(yùn)行中鐵芯硅鋼片間局部短路，由于部分磁通通過被短接的鐵芯片間，使泄漏電流增大，附加的介質(zhì)損耗增加，造成運(yùn)行中鐵芯發(fā)熱。

從檢查情況看，發(fā)熱較嚴(yán)重，鐵芯外引接地插片已有明顯的過熱痕跡，形成了明顯的故障處，吊罩檢修的結(jié)果驗(yàn)證了色譜分析判斷的準(zhǔn)確性。

2結(jié)論

由于油中溶解氣體相對(duì)含量與設(shè)備之間的關(guān)系非常復(fù)雜，完全依靠色譜分析結(jié)果來判斷故障的準(zhǔn)確位置極其不易，必須結(jié)合其他試驗(yàn)。同時(shí)還要根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行檔案、檢修記錄及家族性缺陷等情況進(jìn)行綜合分析，把各自能夠發(fā)現(xiàn)的問題和不太容易發(fā)現(xiàn)的問題，相互結(jié)合起來進(jìn)行補(bǔ)充、驗(yàn)證和判斷。

隨著電力設(shè)備狀態(tài)檢修的開展，對(duì)設(shè)備安全性、可靠性要求就更高，只有加強(qiáng)對(duì)設(shè)備缺陷的監(jiān)測(cè)和分析能力，采用新技術(shù)、新方法和新思路，全面提高檢修質(zhì)量和工藝，才能實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文通過氣相色譜分析、帶電測(cè)試和電氣試驗(yàn)相結(jié)合的方法，準(zhǔn)確地判斷出變壓器的潛伏性故障，有效防止了主變事故的發(fā)生，確保了變壓器的安全運(yùn)行，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修和及早發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部潛伏性故障提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。