絕緣油化驗(yàn)分析用于大型變壓器故障查處的實(shí)踐探究

王華寶

（蘇州熱工研究院有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000）

大型變壓器發(fā)生熱點(diǎn)以及放電故障主要是由于其內(nèi)部的絕緣油等發(fā)生了性狀上的變化，并產(chǎn)生了CO、CO2以及其他烴類的低分子氣體物質(zhì)，而這些物質(zhì)一旦溶于絕緣油，就會(huì)造成變壓器油出現(xiàn)變質(zhì)的問題，進(jìn)而導(dǎo)致大型變壓器發(fā)生故障。因此，電力部門必須要加強(qiáng)對大型變壓器內(nèi)部絕緣油的化驗(yàn)和分析，以準(zhǔn)確掌握絕緣油的性狀特點(diǎn)，從而有效避免大型發(fā)生故障，影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這也是對大型變壓器進(jìn)行故障查處的有效方式之一。本文將以某變電站中的大型變壓器故障查處為例，探究絕緣油化驗(yàn)分析方法在大型變壓器故障查處中的實(shí)踐應(yīng)用，以促進(jìn)大型變壓器故障判斷以及維修的效率，為電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性提供更加可靠的保障。

1 絕緣油化驗(yàn)分析用于大型變壓器故障查處

1.1 對大型變壓器絕緣油進(jìn)行取樣的要點(diǎn)分析

對變壓器內(nèi)部的絕緣油進(jìn)行化驗(yàn)分析前要進(jìn)行取樣，取樣時(shí)應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范逐步操作。首先，應(yīng)選擇變壓器內(nèi)部絕緣油比較容易發(fā)生污染的位置來采集油樣。取樣部位確定后，工作人員可以根據(jù)實(shí)際情況使用相應(yīng)的采樣設(shè)備以及采樣規(guī)范來進(jìn)行采集，同時(shí)要注意保持油樣的清潔性和干燥性，避免污染油樣，影響化驗(yàn)分析的準(zhǔn)確性。在采集油樣的過程中應(yīng)先打開放油閥放油，而后應(yīng)先取適量絕緣油對取樣瓶進(jìn)行沖洗，再完成取樣。對變壓器絕緣油進(jìn)行取樣時(shí)特別要注意，當(dāng)所取油樣是用于對絕緣強(qiáng)度進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)沖洗取樣瓶2次或3次；如果環(huán)境濕度超過了75%時(shí)，應(yīng)避免進(jìn)行取樣操作。對大型變壓器進(jìn)行絕緣油的取樣后，就可以通過色譜分析或者微水分析等多種化驗(yàn)分析方法來分析油樣，從而判斷大型變壓器的故障原因。

1.2 對絕緣油進(jìn)行化驗(yàn)分析的基本方法

在化驗(yàn)分析大型變壓器內(nèi)的絕緣油樣品時(shí)，工作人員應(yīng)對絕緣油的具體形狀、顏色、所含的雜質(zhì)成分、色譜、水分以及閃點(diǎn)等進(jìn)行綜合性的分析研究。利用色譜分析方法可以在不對大型變壓器進(jìn)行斷電的情況下，通過對變壓器內(nèi)少量絕緣油樣品的化驗(yàn)分析就完成對變壓器故障原因的檢測分析，并對故障隱患做出預(yù)測。對絕緣油進(jìn)行化驗(yàn)分析時(shí)應(yīng)首先完全脫出油樣中所含的全部氣體成分，再通過氣相色譜儀來分離檢測氣體的具體成分。完成檢測后，應(yīng)在通過色譜數(shù)據(jù)處理設(shè)備來計(jì)算分析從絕緣油中所分離出的CO、CO2、乙炔、乙烯、甲烷、乙烷以及H2等成分。

1.3 根據(jù)化驗(yàn)分析結(jié)果查處變壓器故障

通過化驗(yàn)而得到變壓器絕緣油的分析結(jié)果后，應(yīng)以變壓器油中各種溶解性氣體判斷分析的基本導(dǎo)則來判斷變壓器故障的原因。當(dāng)變壓器絕緣油中的分離氣體符合相關(guān)判斷標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則應(yīng)對其給予充分的重視，并采取相應(yīng)的查處措施，根據(jù)氣體含量的化驗(yàn)分析來初步判斷大型變壓器的故障原因。同時(shí)，在判斷大型變壓器的故障原因時(shí)，還可以通過三比值的判斷方法來進(jìn)行分析，也就是根據(jù)各種氣體含量間所形成的比值關(guān)系來編組以及編碼，而編組編碼的不同也就與相應(yīng)的故障類型相互對應(yīng)，從而更加準(zhǔn)確高效地對變壓器的具體類型進(jìn)行判斷查處。

2 應(yīng)用絕緣油化驗(yàn)分析查處大型變壓器故障的實(shí)踐探究

本文以某變電站的一號(hào)大型主變壓器的故障判斷為例來分析絕緣油化驗(yàn)分析用于大型變壓器故障查處的實(shí)踐應(yīng)用。改變電站中的一號(hào)主變壓器設(shè)備發(fā)生了一次主變跳閘故障，并有本體重瓦斯、比率差動(dòng)、壓力釋放保護(hù)以及差動(dòng)保護(hù)等動(dòng)作提示，同時(shí)10 kv備用采取了自投動(dòng)作，因此需要對其故障原因進(jìn)行查處。在本次故障查處中，首先嚴(yán)格按照取樣規(guī)程采集了主變內(nèi)部的絕緣油樣，并采用了色譜分析的方法來進(jìn)行化驗(yàn)分析。經(jīng)過化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在主變絕緣油樣品中的總烴超標(biāo)，同時(shí)其乙炔和乙烯的含量也存在超標(biāo)的問題。工作人員為了進(jìn)一步分析故障原因，采用了在不同時(shí)間段對主變絕緣油進(jìn)行取樣和化驗(yàn)分析的方法，以提高故障查處的準(zhǔn)確性。

2.1 分析大型變壓器故障的主要原因

對該主變故障進(jìn)行故障分析時(shí)采取返場吊罩方式，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其有載選擇開關(guān)中的第一、第二以及第七檔存在放電跡象。因此，本次故障原因主要是連續(xù)換擋動(dòng)作時(shí)，雖然選擇開關(guān)有動(dòng)作，但是其切換開關(guān)卻未動(dòng)作，導(dǎo)致選擇開關(guān)出現(xiàn)拉弧放電現(xiàn)象，進(jìn)而引起本體重瓦斯采取了保護(hù)動(dòng)作，此后造成了主變發(fā)生差動(dòng)保護(hù)，并形成相間故障。其中在連續(xù)換擋時(shí)，選擇開關(guān)由2檔換向3檔動(dòng)作，而切換開關(guān)卻沒有動(dòng)作，因此變壓器刺死的實(shí)際檔位仍處于2檔下。而當(dāng)選擇開關(guān)再由4檔換向4檔動(dòng)作時(shí)，其切換開關(guān)仍未做出相應(yīng)動(dòng)作，因此造成高壓側(cè)電流斷開，并在選擇開關(guān)位置發(fā)生拉弧現(xiàn)象，由于該主變的有載開關(guān)采用的是組合開關(guān)方式，且其本體器身和選擇開關(guān)均位于一個(gè)油箱之內(nèi)，導(dǎo)致本體重瓦斯采取了保護(hù)動(dòng)作，造成故障的發(fā)生。

2.2 分析開關(guān)未采取切換動(dòng)作的故障原因

電氣以及機(jī)械因素都有可能是造成切換開關(guān)未做出動(dòng)作的原因。根據(jù)有載調(diào)壓開關(guān)的電氣工作原理，一般來說在做出按鈕動(dòng)作以后，常閉觸點(diǎn)就會(huì)在電流作用下使線圈產(chǎn)生勵(lì)磁作用，并隨即閉合常開觸電，線圈由此而帶電，同時(shí)閉合常開觸電，使自保持得以形成。又在開關(guān)對一個(gè)分接完成以后，其順序開關(guān)將斷開，這次電機(jī)停止運(yùn)行，一個(gè)調(diào)壓過程就此完成。而當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，由于接點(diǎn)出現(xiàn)粘連的問題，使順序開關(guān)無法正常斷開，從而造成有載切換開關(guān)未做出相應(yīng)動(dòng)作，并在選擇開關(guān)處發(fā)生拉弧問題，引發(fā)主變瓦斯采取保護(hù)動(dòng)作，使主變運(yùn)行發(fā)生故障。

而造成切換開關(guān)未動(dòng)作的機(jī)械性因素則是該凸輪機(jī)構(gòu)的行程中存在死點(diǎn)，因此，當(dāng)切換開關(guān)需要做出動(dòng)作時(shí)，拉力彈簧由于嚴(yán)重老化而使拉力下降，造成凸輪結(jié)構(gòu)有死點(diǎn)出現(xiàn)，卡死了切換開關(guān)，使其無法與選擇開關(guān)動(dòng)作相互配合，導(dǎo)致主變發(fā)生運(yùn)行故障。

通過本次絕緣油化驗(yàn)分析用于大型變壓器故障查處的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在判斷主變故障時(shí)，由于在吊罩后方看到有載調(diào)壓機(jī)構(gòu)已經(jīng)完成了調(diào)壓，且主變的短路阻抗、絕緣電阻、直流電阻、各繞組、頻率相應(yīng)以及繞組介質(zhì)等均處于正常狀態(tài)，通過其他電氣試驗(yàn)無法對本次故障原因進(jìn)行有效的查處，而只有對主變絕緣油進(jìn)行化驗(yàn)分析可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判斷故障原因。

3 結(jié)語

通過對大型變壓器中絕緣油進(jìn)行化驗(yàn)分析，可以有效發(fā)現(xiàn)變壓器設(shè)備中的故障隱患因素，同時(shí)還可以對故障的具體性質(zhì)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確判斷故障是屬于放電性故障或者屬于過熱故障，并能夠?qū)收喜课唤o出初步的判斷，因此，能夠幫助電力檢修維護(hù)人員明確故障的具體危害，從而為故障的檢修排除創(chuàng)造便利條件，提高大型變壓器設(shè)備的檢修效率，并對日常維護(hù)保養(yǎng)工作給出指導(dǎo)建議，為電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的運(yùn)行提供更加可靠的保障，促進(jìn)我國電力事業(yè)的健康發(fā)展。