電廠變壓器油色譜異常分析和處理

劉琰

摘要：變壓器是電廠正常運(yùn)行的重要設(shè)備，對(duì)于電廠運(yùn)行系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的影響和作用。因而針對(duì)電廠的變壓器進(jìn)行檢修和維護(hù)，是電廠的重點(diǎn)工作任務(wù)之一。但是在電廠的實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，對(duì)變壓器進(jìn)行檢修并不是一件十分容易的事情，根據(jù)變壓器油色譜變化的情況，對(duì)變壓器的運(yùn)行效果進(jìn)行判斷，將能夠在很大程度上有效提高變壓器檢修的效果，增強(qiáng)電廠運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：變壓器油；色譜分析：故障

變壓器是電廠正常運(yùn)行的重要組成部分，對(duì)于電廠的安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。在電廠的日常運(yùn)行過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些影響供電工作順利進(jìn)行的問(wèn)題，對(duì)人們的正常生產(chǎn)生活產(chǎn)生不利的影響。但是在電廠的實(shí)際工作中，變壓器也會(huì)經(jīng)常性地出現(xiàn)一些問(wèn)題，影響到配網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際效果。油色譜出現(xiàn)異常，是電廠變壓器出現(xiàn)問(wèn)題的重要表現(xiàn)形式之一，對(duì)于電廠的運(yùn)行情況存在著一定的昭示作用。因而，針對(duì)電廠變壓器油色譜出現(xiàn)異常的問(wèn)題，積極進(jìn)行分析，并有效采取相應(yīng)措施予以解決，能夠在很大程度上及時(shí)恢復(fù)電廠變壓器的運(yùn)行效果，使其能夠?yàn)殡姀S供電工作的順利進(jìn)行提供良好的前提條件。

一、變壓器油色譜分析

變壓器油中溶解氣體分析技術(shù)包括從變壓器中取出油樣，再?gòu)挠椭蟹蛛x出溶解氣體，用氣相色譜分析該氣體的成份，獲得各組氣體的含量，對(duì)分析所得數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用相應(yīng)的方法進(jìn)行診斷，判斷出變壓器內(nèi)部有無(wú)故障及相應(yīng)的故障類型。GB/T7252 2001國(guó)標(biāo)和DI。/T722 2000電力企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)變壓器油中溶解氣體做出了相應(yīng)的規(guī)定，并給出了相應(yīng)的故障診斷方法（三比值法）。由于變壓器內(nèi)部故障種類繁多，導(dǎo)則中只給出常見(jiàn)的故障類型，如高溫過(guò)熱、低溫過(guò)熱、高能量放電、低能量放電等，因此對(duì)油中溶解氣體數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行故障類型的判斷時(shí)，除導(dǎo)則中規(guī)定的大項(xiàng)外，在故障細(xì)分中會(huì)由于各人的理解不同而出現(xiàn)不同的結(jié)果。但通常情況下根據(jù)規(guī)則均可以大致判斷出變壓器的故障類型。對(duì)于油中所含氣體，尤其以乙炔最為重要，因?yàn)橐胰渤霈F(xiàn)的條件是溫度達(dá)到800℃以上接近1000℃時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，通常為放電類故障。而臺(tái)山電廠的該臺(tái)變壓器中就存在微量乙炔，因此引起了我們的高度注意。其為中試所實(shí)驗(yàn)分析所得數(shù)據(jù)。由數(shù)據(jù)可見(jiàn)在線監(jiān)測(cè)裝置對(duì)油中二氧化碳未檢出。參照GB/T7252 2001所規(guī)定的氣體注意值進(jìn)行比較，該主變壓器中雖然含有乙炔，但其含量微小，遠(yuǎn)小于1μL/L的注意值，總烴含量也小于150μL/L的注意值。一氧化碳與二氧化碳的含量均比較低，且比值4.3，介于3～7之間，符合規(guī)則要求，甲烷、乙烷、乙烯均未超出規(guī)則要求范圍。故根據(jù)色譜數(shù)據(jù)分析該變壓器健康狀況滿足規(guī)則要求。

二、故障的查找與處理

將故障情況上報(bào)網(wǎng)調(diào)后，安排變壓器停電檢修。停電后，對(duì)變壓器進(jìn)行了直流電阻測(cè)量試驗(yàn)，以檢查分接開(kāi)關(guān)和引線緊固螺釘或接頭焊接是否良好。高壓繞組直流電阻測(cè)量在高壓繞組出線端子與中性點(diǎn)出線端子之間進(jìn)行，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1，低壓繞組直流電阻測(cè)量在低壓繞組出線端子之間進(jìn)行，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。以上試驗(yàn)相間差小于2%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗(yàn)結(jié)果合格，排除了分接開(kāi)關(guān)和引線故障的可能。同時(shí)進(jìn)行了變壓器的電壓比、介質(zhì)損耗因數(shù)、絕緣電阻（包括鐵心、夾件等）、繞組泄漏電流測(cè)量等試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果亦合格。再對(duì)變壓器進(jìn)行了常規(guī)局部放電試驗(yàn)（未開(kāi)啟潛油泵），同時(shí)對(duì)變壓器繞組進(jìn)行超聲定位測(cè)量。在試驗(yàn)電壓下，試驗(yàn)結(jié)果未見(jiàn)異常放電產(chǎn)生，30min內(nèi)放電波形無(wú)異常脈沖，局部放電波形未見(jiàn)異常，局部放電量小于260pC，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（在試驗(yàn)電壓下局部放電量不大于300pC的要求），試驗(yàn)結(jié)果合格。變壓器繞組超聲定位測(cè)量亦未見(jiàn)異常，試驗(yàn)期間超聲定位波形無(wú)異常變化，試驗(yàn)結(jié)果合格，排除了變壓器繞組局部短路和層間絕緣不良的可能。通過(guò)以上檢測(cè)與檢查，排除了變壓器內(nèi)部故障的可能性。通過(guò)對(duì)變壓器組部件的分析，認(rèn)為冷卻器引發(fā)的可能性較大。考慮到變壓器潛油泵繞組故障特性與變壓器繞組故障特性具有相似性，如果潛油泵繞組有故障，也可能因短路放電，引起色譜異常，并通過(guò)油管路把故障氣體傳到主變壓器油中，導(dǎo)致變壓器油色譜分析結(jié)果異常。因此，有必要對(duì)潛油泵進(jìn)行徹底檢查。隨后，對(duì)每臺(tái)潛油泵進(jìn)行了絕緣電阻測(cè)量，結(jié)果未見(jiàn)異常。為慎重起見(jiàn)，對(duì)變壓器全部潛油泵進(jìn)行解體檢查，重點(diǎn)檢查繞組是否有損傷。當(dāng)檢查到第五組冷卻器的潛油泵時(shí)，發(fā)現(xiàn)其繞組表面有部分燒傷。其后聯(lián)系潛油泵生產(chǎn)廠家對(duì)潛油泵進(jìn)行了更換，其余潛油泵未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。綜合檢查結(jié)果認(rèn)為是潛油泵的故障引起的變壓器油色譜異常，變壓器本身不存在問(wèn)題，隨后經(jīng)濾油，變壓器恢復(fù)運(yùn)行。經(jīng)過(guò)以后幾年的油色譜跟蹤分析，油色譜分析未見(jiàn)異常，變壓器至今運(yùn)行良好，故障得到徹底解決。潛油泵返回制造廠后，廠家對(duì)其進(jìn)行了更加細(xì)致的檢查。解體后潛油泵軸承未發(fā)現(xiàn)磨損，經(jīng)用2500V、1000MΩ絕緣測(cè)定器測(cè)量其絕緣電阻，未見(jiàn)異常。但發(fā)現(xiàn)潛油泵內(nèi)有金屬顆粒，對(duì)潛油泵定子進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，在潛油泵定子下部與潛油泵泵底座連接處出現(xiàn)放電現(xiàn)象。將潛油泵定子底板與潛油泵定子解體分開(kāi)，發(fā)現(xiàn)潛油泵定子繞組有部分燒損，確定變壓器產(chǎn)生乙炔的原因是由于潛油泵電機(jī)繞組燒損所致。

三、結(jié)束語(yǔ)

變壓器油色譜氣相分析是判斷變壓器故障的重要手段之一。在應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)對(duì)色譜分析結(jié)果進(jìn)行綜合分析。考慮到變壓器各種故障的復(fù)雜性，不易采用單一判據(jù)對(duì)色譜分析結(jié)果進(jìn)行判斷，而應(yīng)綜合多個(gè)判據(jù)進(jìn)行判斷，找出其中的共性，縮小查找范圍。變壓器外圍附件如潛油泵屬電路的一個(gè)范疇。所不同的是，對(duì)變壓器的危害沒(méi)有內(nèi)部電路過(guò)熱大。且當(dāng)潛油泵損壞后，故障現(xiàn)象很可能消失，故障性氣體不再增長(zhǎng)，即使是在大負(fù)荷情況下也不再增長(zhǎng)，此類現(xiàn)象大多是外圍附件故障。但若故障現(xiàn)象沒(méi)有消失，特征氣體繼續(xù)增長(zhǎng)，則應(yīng)分析具體情況，如分別從各潛油泵出口端近距離取樣進(jìn)行排查。如果取樣不便的話，可分組運(yùn)行，交叉排查，根據(jù)交叉分組情況考核油中特征氣體增量的變化情況，從邏輯上進(jìn)行推理，交叉幾次后最后確定是哪臺(tái)潛油泵故障。如果方便的話，可對(duì)各運(yùn)行潛油泵的運(yùn)行電流進(jìn)行測(cè)量，工作電流異常大的潛油泵很可能是故障源。當(dāng)潛油泵出現(xiàn)故障時(shí)，不能靠經(jīng)驗(yàn)聽(tīng)聲音及單獨(dú)接電源試轉(zhuǎn)來(lái)判斷其是否存在故障，應(yīng)同時(shí)采用其他手段進(jìn)行綜合分析，必要時(shí)進(jìn)行解體檢查。當(dāng)潛油泵出現(xiàn)繞組故障時(shí)，應(yīng)立即對(duì)變壓器進(jìn)行有色譜分析，以檢查是否對(duì)變壓器主體油色譜造成影響。故障性質(zhì)相同的情況下，潛油泵故障引起的色譜異常比變壓器內(nèi)部故障引起的色譜異常要小。如果判斷是繞組故障，且故障氣體增長(zhǎng)緩慢，則建議首先排查潛油泵。可在變壓器主體和潛油泵處分別取樣進(jìn)行色譜分析排查，如果是變壓器主體故障，則變壓器主體色譜分析中氣體含量相對(duì)較大；如果是潛油泵故障，則潛油泵色譜分析中氣體含量較大。雖然行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了潛油泵正常使用壽命為五年，但據(jù)目前潛油泵廠家的制造水平，大部分制造廠均不能保證其產(chǎn)品五年后的安全質(zhì)量，因此，對(duì)運(yùn)行時(shí)間接近或超過(guò)五年的潛油泵應(yīng)進(jìn)行檢修，必要時(shí)予以更換，以防忠于未然，確保設(shè)備整體運(yùn)行的安傘可靠性。