750kV主變壓器油中乙炔超標(biāo)原因分析及處理研究

閆飛 馬騰

摘 要：變壓器是構(gòu)成電力系統(tǒng)的一種主要設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響著電力系統(tǒng)的效率。乙炔超標(biāo)是變壓器運(yùn)行中的常見問題之一，其會(huì)干擾變壓器的運(yùn)行過程，甚至成為引起電力事故的導(dǎo)火線。文章以某變電站750kV主變壓器油內(nèi)乙炔超標(biāo)為論點(diǎn)，通過系統(tǒng)檢查分析以上問題的成因，并探究相應(yīng)的處理方法，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：750kV;主變壓器油;乙炔超標(biāo);原因分析;處理方法

中圖分類號：TM41文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-1064（2021）06-037-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.06.018

變壓器安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)可靠營運(yùn)的重要基礎(chǔ)，筆者經(jīng)常采用變壓器油色譜數(shù)據(jù)內(nèi)乙炔含量去考察判斷設(shè)備是否處于安全狀態(tài)。750kV主變壓器內(nèi)溶解了很多氣體，低場強(qiáng)是變壓器正常運(yùn)作的基礎(chǔ)條件之一，但如果在高場強(qiáng)中工作，則會(huì)使部分氣體以氣泡形式從油內(nèi)分離出來，氣泡逐漸拉長，增加變壓器主絕緣被擊穿的風(fēng)險(xiǎn)，使變壓器出現(xiàn)故障[1]。導(dǎo)致750kV主變壓器內(nèi)乙炔含量超標(biāo)的原因較多，需結(jié)合現(xiàn)狀狀況進(jìn)行細(xì)致分析，編制相應(yīng)的處理方案，進(jìn)而降低變壓器故障發(fā)生率，使其運(yùn)行效果得到更多保障，延長使用壽命。

1 問題提出

某750kV主變壓器（型號：ODFPS-700000）2012年10月中旬正式投用，2013年3月12日，變壓器油在線檢測系統(tǒng)作出一級報(bào)警信號，絕緣油內(nèi)有乙炔形成。2013年3月20日斷電進(jìn)行現(xiàn)場內(nèi)部檢查。檢驗(yàn)結(jié)果表明，鐵芯主極油道、臨近套管側(cè)鐵芯油道及低壓側(cè)鐵芯油道絕緣電阻和設(shè)備出廠試驗(yàn)要求之間存在一定出入。鑒于以上情況，需要指派技術(shù)人員在設(shè)備現(xiàn)場進(jìn)一步檢測確認(rèn)，因而和備用相進(jìn)行調(diào)換。落實(shí)以上處理后，主變壓器在4月5日再次投用，迄今為止，運(yùn)行過程未見異常。

本電壓器的額定容量、電壓分別是700/700/233MVA、765/ 3/（345±2×2.5%）/ 3/63;V高、中低壓端子的絕緣水平依次是1550/1950/900kV、950/1175/515kV、350/360kV[2]。

2 離線油色譜分析

2013年3月20日切斷電源，在現(xiàn)場中對變壓器進(jìn)行檢查，統(tǒng)計(jì)最后一次離線油色譜分析結(jié)果，乙炔含量達(dá)到12.02μL/L。

統(tǒng)計(jì)并分析離線色譜分析結(jié)果;3月13日時(shí)，主變壓器乙炔含量2.76μL/L，增速不大，增長過程相對遲緩，每日對色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行2次追蹤監(jiān)測。3月19日時(shí)，檢測發(fā)現(xiàn)乙炔含量突然增長到12.26μL/L，經(jīng)集體談?wù)摲治龊鬀Q定對主變壓器進(jìn)行停電檢測，試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表1所示[3]。

3 檢查處理過程

主變壓器運(yùn)行階段發(fā)出乙炔含量超標(biāo)的報(bào)警信號后，使用單位快速組織與委派專業(yè)技術(shù)人員對其進(jìn)行搶修，并聯(lián)系相應(yīng)的設(shè)備廠家前往現(xiàn)場進(jìn)行輔助分析。2013年3月19日晚間，判斷分析了可能造成變壓器內(nèi)乙炔含量超標(biāo)的原因，采用變壓器冷卻器的運(yùn)行切換能夠確認(rèn)潛油泵沒有出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。并且在檢查中發(fā)現(xiàn)，變壓器鐵芯接地電流準(zhǔn)確無誤，接地設(shè)備沒有出現(xiàn)破損情況，未見鐵芯兩點(diǎn)接地問題。在變壓器紅外成像儀協(xié)助下進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其沒有出現(xiàn)明顯的過熱點(diǎn)。歷經(jīng)以上一系列判斷后，可以認(rèn)定故障點(diǎn)位出現(xiàn)在主變壓器內(nèi)部，故而需要對其內(nèi)部進(jìn)行檢測檢查。

4 現(xiàn)場內(nèi)檢

依照設(shè)備出廠內(nèi)檢項(xiàng)目檢查主變壓器，檢查鐵芯墊腳與上梁位置的鎖片、箱壁磁屏蔽、引線連接、鐵芯拉帶位置的屏蔽罩、軛屏及地屏接地、其他內(nèi)部所有金屬緊固件等是否出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，開啟引線連接螺栓，檢查其是否存在放電痕跡;檢查器身壓釘與壓釘碗狀態(tài)后，對壓釘與備帽逐一進(jìn)行緊固處理等[4]。規(guī)范化開展以上現(xiàn)場內(nèi)檢工作后，發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部沒有出現(xiàn)顯著的放電點(diǎn)。采用2 500V電壓對鐵芯油道絕緣電阻進(jìn)行檢測測試，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，主極油道、高壓側(cè)油道、低壓側(cè)油道絕緣電阻分別是0～2 500MΩ、0～20MΩ、0～10MΩ，試驗(yàn)檢查內(nèi)部發(fā)現(xiàn)其形成明顯的放電聲，試驗(yàn)所得結(jié)果不符合設(shè)備出廠試驗(yàn)相關(guān)要求（出廠要求：浸油后油道間隙絕緣電阻應(yīng)是2 500V，在50MΩ;現(xiàn)場是2 500V，受限于0～20MΩ區(qū)間）。據(jù)此初步認(rèn)定，變壓器鐵芯油道絕緣不良是造成絕緣油乙炔超標(biāo)的主要原因之一，應(yīng)盡早返廠修復(fù)處理吊罩。

5 返廠解體檢測

在將主變壓器運(yùn)輸?shù)缴a(chǎn)廠家以后，解體鐵芯油道并對其進(jìn)行細(xì)致檢查，探查到Y(jié)柱臨近鐵軛位置出現(xiàn)了顯著的放電痕跡[5]。設(shè)計(jì)鐵芯油道絕緣的方法欠缺合理性，進(jìn)而造成鐵芯油道絕緣電阻和設(shè)備安全生產(chǎn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之間形成較大差距，這是造成現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)內(nèi)部乙炔含量超標(biāo)的主要原因。

檢查變壓器吊罩時(shí)，發(fā)現(xiàn)主變電器自體內(nèi)各位置均沒有出現(xiàn)顯著的放電痕跡，但是有載分接開關(guān)切換油室存在幾處和變壓器本體相連通：一是油室底部與快速機(jī)構(gòu)相連接的主軸位置發(fā)生嚴(yán)重的滲漏情況;二是在絕緣筒壁上，用于穩(wěn)固安裝法蘭的6個(gè)螺栓連接位置發(fā)生滲漏情況;三是切換油室底部6條引線密封位置滲油。

6 返廠改進(jìn)方法

返廠檢查維修過程中，對變壓器高、低壓側(cè)及主級油道絕緣形式采用如下的改進(jìn)措施：調(diào)換初有的鐵芯油道絕緣材料，利用絕緣撐條。解除變壓器投用階段因鐵芯油道絕緣不良導(dǎo)致乙炔含量超標(biāo)的各種隱患因素。

對于吊罩上存在的幾處滲漏問題，采用調(diào)換新的密封膠墊等方法，解除了滲漏油液的問題，并配合使用真空濾油機(jī)過濾變壓器油，消除了變壓器油內(nèi)的C2H2氣體。

7 結(jié)語

綜合研究、分析與檢查情況，發(fā)現(xiàn)750kV主變壓器內(nèi)出現(xiàn)乙炔氣體并不是一定是設(shè)備自體出現(xiàn)了過熱與放電故障，可能是油室內(nèi)絕緣油向本體中滲漏造成以上超標(biāo)，當(dāng)然鐵芯油道絕緣設(shè)計(jì)不合理也是主因之一。為減少或規(guī)避以上情況，筆者作出如下幾點(diǎn)提議：

變壓器設(shè)備出廠監(jiān)管檢測時(shí)，應(yīng)嚴(yán)控質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)對設(shè)備原料、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及安全工藝的檢查力度，以防部分設(shè)備“帶病”出廠。

設(shè)備運(yùn)行階段應(yīng)加大監(jiān)視檢查力度，嚴(yán)格依照既有檢測周期提取絕緣油試樣開展離線分析工作，盡可能全面地掌握油色譜各項(xiàng)指標(biāo)的改變情況，確保異常現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)與處理的時(shí)效性，為主變壓器安全、穩(wěn)定、持久運(yùn)行保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)

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[2] 耿秉軍，張永勝，趙大虎，等.變電站整流變壓器乙炔超標(biāo)原因分析與處理[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2018，36（2）：72-74.

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[5] 張遠(yuǎn)博，應(yīng)勇，周志強(qiáng)，等.一起有載分接開關(guān)故障引起乙炔超標(biāo)的案例分析[J].廣東電力，2016，29（6）：121-123，128.