變壓器受潮故障分析

李偉峰

摘 要 對一起主變進(jìn)水受潮引起的故障進(jìn)行分析，并給出整改意見。

關(guān)鍵詞 變壓器;受潮;故障

引言

變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，擔(dān)負(fù)著電壓變換、電能傳輸和終端分配的作用。變壓器套管是變壓器箱外的主要絕緣裝置，主要用于固定引線及提供絕緣支撐，運(yùn)行中長期承受工作電壓和電流， 同時還要承受各種過電壓及短路沖擊電流。110kV以上電壓等級的套管類型主要有：油紙電容式套管、膠紙電容式套管、環(huán)氧浸漬紙熬過、氣體套管。對于油紙電容式套管常見的故障有油色譜超標(biāo)、受潮、滲漏油等問題。下面對一起我局2018年發(fā)生的某220kV主變故障進(jìn)行分析。

1現(xiàn)場情況

2018年9月22日14時55分15秒，中山某220kV主變差動保護(hù)動作，跳開三側(cè)開關(guān)，輕瓦斯發(fā)信，重瓦斯動作。備自投動作，無負(fù)荷損失。220kV 1M、2M母線并列運(yùn)行，母聯(lián)開關(guān)2012運(yùn)行;110kV1-5M與2-6M母線并列運(yùn)行，#1分段開關(guān)1015處于合閘位置，#2分段開關(guān)1026處于合閘位置，#1母聯(lián)開關(guān)1012熱備用、#2母聯(lián)開關(guān)1056運(yùn)行。

2試驗(yàn)分析

2.1 絕緣電阻試驗(yàn)

對主變進(jìn)行繞組連同套管絕緣電阻試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表1所示。按照南網(wǎng)《電力設(shè)備檢修試驗(yàn)規(guī)程》的要求，絕緣電阻換算至同一溫度下與前一次測試結(jié)果相比應(yīng)無明顯變化，一般不低于上次試驗(yàn)的70%。本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)與上次數(shù)據(jù)相比明顯偏低。

2.2 繞組變形試驗(yàn)

采用頻響法進(jìn)行變壓器繞組變形測試并與上次測試曲線相比較，低壓繞組C相在高頻段與上次試驗(yàn)波形不吻合，存在明顯差異，繞組存在變形[1]。測試結(jié)果及歷史數(shù)據(jù)如圖1、2 所示。

2.3 變壓器油色譜試驗(yàn)

對主變本體油進(jìn)行色譜試驗(yàn)，油中溶解乙炔（C2H2）含量超注意值，測試結(jié)果如表2所示，三比值故障代碼為1，0，2，故障類型判斷為電弧放電[2]。

3設(shè)備檢查

3.1 變壓器現(xiàn)場檢查

主變排油后，打開油箱上部檢修孔發(fā)現(xiàn)：高壓B相調(diào)壓線圈上端部出頭引線絕緣包裹崩開，靠近鐵軛一側(cè)的包裹絕緣紙發(fā)黑，調(diào)壓線圈出頭引線間存在匝間放電現(xiàn)象。

3.2 套管現(xiàn)場檢查

拆除B相套管過程中，翹開頂套后可見大量油水混合物漏出，頂套內(nèi)部存在明顯銹蝕及水痕。進(jìn)一步檢查套管頂套內(nèi)的密封圈，發(fā)現(xiàn)密封圈與頂套開孔基本平齊，密封圈已變形（圖3），且沒有彈性。

高壓、中壓側(cè)套管采用穿纜式結(jié)構(gòu)，其頂部密封結(jié)構(gòu)如圖4所示。通過頂套蓋?、頂套?與引線接頭⑩之間的兩道O型密封膠圈④實(shí)現(xiàn)軸向密封。

3.3 主變吊芯檢查

返廠吊芯檢查發(fā)現(xiàn)，高壓B相調(diào)壓線圈上端部出頭引線位置有絕緣紙?zhí)蓟圹E，調(diào)壓線圈與外部中壓線圈之間的圍屏上存在疑似水痕，其位置靠近調(diào)壓線圈引出線。

拆除調(diào)壓線圈引出線兩側(cè)絕緣隔板，可見調(diào)壓線圈引出線第4和第6分接間發(fā)生絕緣擊穿（圖5），并裸出銅導(dǎo)線，與擊穿點(diǎn)對應(yīng)的絕緣隔板位置可見明顯灼燒碳化痕跡。

4原因分析

高壓B相調(diào)壓線圈出頭引線間絕緣擊穿是主變故障跳閘的直接原因。高壓套管頭部密封不良、水分進(jìn)入主變內(nèi)部，引起調(diào)壓線圈出頭引線絕緣裕度下降，是導(dǎo)致主變故障跳閘的根本原因。

故障發(fā)生和發(fā)展過程為：高壓套管為穿纜式結(jié)構(gòu)，套管頭部存在密封不良，進(jìn)水受潮[3]，水分沿著引線進(jìn)入主變內(nèi)部，由于高壓引線與調(diào)壓線圈出頭引線間距離較近，且高壓引線向調(diào)壓線圈出頭引線位置呈一定傾斜角度，水分落至調(diào)壓線圈出頭引線，致使調(diào)壓線圈出頭引線絕緣受潮，引發(fā)匝間短路故障發(fā)生，導(dǎo)致主變故障跳閘。

高壓套管頭部進(jìn)水的原因?yàn)椋禾坠茉陂L期運(yùn)行中，密封膠圈受高溫、電磁作用發(fā)生老化變形，引起軸向密封不良，潮氣入侵套管頭部，套管引線受臺風(fēng)作用發(fā)生擺動，導(dǎo)致水分沿著套管電纜頭進(jìn)入套管頂套乃至主變內(nèi)部。

5建議

該缺陷涉及設(shè)備結(jié)構(gòu)，建議廠家對套管頂部密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。

參考文獻(xiàn)

[1] 周健科.變壓器繞組頻率響應(yīng)測試方法研究[J].變壓器，2019， 56（4）：63-68.

[2] 亓秋波，張瑞強(qiáng)，李嬙. 變壓器油中溶解氣體含量突增故障診斷探討[J]. 機(jī)電信息，2019，（27）：78-79.

[3] 賈輝，賈勇，王志勇. 油浸式電力變壓器絕緣受潮故障分析和處理[J]. 吉林電力，2009，（2）：41-43，48.