750kV變電站主變色譜異常原因分析

張德平

摘 要：本文結合自身實踐經驗，針對750kV變電站主變色譜異常原因進行了分析，并提出了相關的解決措施。

關鍵詞：750kV變電站；主變色譜；異常原因；措施

中圖分類號：TM855 文獻標識碼：A

1 引言

2014年某供應商制造的750kV主變（型號ODFPS-700000/750）先后有2臺在出廠試驗中出現色譜異常現象，產品出現共性問題。

通過對變壓器拆解及試驗等工作，尋求找到色譜異常的原因。

2 試驗回顧

2.1 試驗情況

（1）首臺變壓器：首臺產品在制造完成后，先后進行低電壓試驗、空載損耗和空載電流測量、短時感應電 壓 試 驗（ACLD）同時測局放試驗，雷電沖擊、雷電截波沖擊試驗結果合格。在進行長時感應電壓及局部放電試驗，當電壓升至1.1Um電壓時，局放量正常；當電壓升至1.5Um，加壓3分鐘時，中壓出現1000pc放電（干擾）信號，現場進行了檢查。隨后再次加壓，在電壓升至1.5Um時，試驗電源過流保護動作，中壓局放量大于1000pc（標準要求小于100pc）。第三次加壓升至不到0.2Um時，局放量超過1000pc（中壓超過3000pc，低壓超過1000pc，高壓100-200pc）。變壓器油色譜數據中顯示出現乙炔值。

（2）第2臺變壓器：完成出廠試驗，試驗結果合格。

（3）第3臺變壓器：完成局放及其他試驗均滿足要求。考慮局放后變壓器油色譜數據異常情況與第1臺有相似。

詳見第3臺變壓器油色譜試驗報告；

2.2 產品檢查

首臺產品實施了進箱檢查；對器身外觀、套管與引線連接、開關連接進行檢查，未發現異常。

在進箱檢查未發現異常后，對產品進行吊罩檢查；經檢查：R、S柱鐵心引線、器身外觀完好，鐵心絕緣電阻正常；剝開引線絕緣，對接線頭進行檢查，均未發現異常。

當檢查至調柱器身時，調壓引線出現處上端發現少量碳化絕緣紙屑，其他可見部位均未發現問題或異常。

ODFPS-700000/750調柱器身絕緣進行解體檢查：

首先，打開上壓板及調壓線圈外圍屏和撐條在調壓線圈出頭和左側前6檔的紙筒、撐條均有熏黑痕跡；

隨后打開調壓線圈下端出頭左側第一檔角環緊貼線圈發現由下向上第一、二餅間的換位導線匝絕緣及加包絕緣有熏黑、破損痕跡；長約100mm.同心表面有燒灼熔化現象，同位置的下角環上發現有銅渣。

吊起調壓線圈檢查發現；調壓線圈與成型筒間的撐條和紙筒及在線圈出頭位置角環、鐵軛絕緣均有熏黑痕跡；

將調壓線圈下端出頭打開檢查；發現第一餅（由外向里第1、2根）的上表面與第二餅（由外向里第1、2根）的下表面4根導線匝絕緣燒灼、炸開（如圖1、圖2所示）；換位導線有燒灼、熔斷痕跡（共有8根小導線熔斷）（如圖3、圖4所示）；相鄰導線匝絕緣有燒灼和熏黑痕跡。

第3臺雖然完成局放及其他試驗均滿足要求。考慮局放后變壓器油色譜異常情況與第1臺相似，所以也按照第1臺變壓器的檢查要求執行。

首先對第3臺變壓器實施了進箱檢查；對器身外觀、套管與引線連接、開關連接進行檢查，未發現異常。

在進箱檢查未發現異常后，對產品進行吊罩檢查；經檢查：R、S柱鐵心引線、器身外觀完好；鐵心絕緣電阻正常；剝開引線絕緣，對接線頭進行檢查，均未發現異常。

當檢查至調柱器身時，調柱線圈外觀、紙筒、撐條和上下鐵軛絕緣、角環、成型件均無發黑、放電現象；

拆調柱線圈外紙筒、撐條和角環、成型件后檢查；調壓線圈下端出頭處無發黑、放電現象；檢查調壓線圈上端出頭處絕緣發現表面有黑色絕緣碳化物雜質。

對調壓線圈上端出頭檢查后發現；由上向下的第3線餅、由外向里第2、3、4根換位導線同一墊塊位置匝絕緣外表面，有炭化、開裂、破損痕跡。

將第3線餅換位導線的局部炭化、破損絕緣剝去后檢查，發現第2根和第4根換位導線表面有掉漆痕跡、導線表面不光滑（如圖5）；第3根換位導線表面光滑、完好（如圖6）；其余9根換位導線匝絕緣表面有熏黑痕跡、無破損（如圖7）。

調壓上端出頭故障部位如圖5～圖7。

3 原因分析

綜合檢查結果，供應商再次對調壓線圈的端部絕緣進行計算核算；未發現異常。設計圖紙中要求調壓線圈導線出頭處彎折成型后，在彎折前50mm起和彎折后的所有導線外的原匝絕緣剝去、用絕緣皺紋紙重新包扎匝絕緣；按照制造供應商企業技術標準要求，線圈出頭處絕緣要包成錐度，絕緣錐度的長度≮7倍的導線單邊絕緣厚度且接包位置要平滑過渡。操作者在實際操作中有難度。

3.1 出現問題可能

根據2臺750kV變壓器解體情況來看，故障部位均出現在調壓出頭部位，故障出頭處彎折前50mm起絕緣錐度的長度，均未達到導線單邊絕緣厚度的7倍以上且接包未平滑過渡，造成試驗中故障部位電場集中；同時接包部位可能由于彎折不當，導致導線表面不光滑，因而造成故障部位的絕緣強度降低，因此試驗過程中，故障部位無法耐受試驗電壓被擊穿。

3.2 分析結果驗證

為了驗證上述分析的準確性，供應商隨后更換調壓線圈、勵磁線圈；更換調柱器身絕緣件及其他零件；更換解體過程中損壞的引線零件等；上述步驟完成后，對變壓器進行恢復，重新進行器身干燥處理、附件安裝真空注油、熱油循環、靜放；最終2臺750kV變壓器通過出廠試驗及油色譜報告合格。

4 類似問題預防

總結此次750kV主變在出廠試驗時，出現變壓器油色譜異常現象的經驗，可以在以下幾個方面加強控制。

4.1 設計方面控制

在高電壓等級產品中，應盡量采用成熟的設計技術，設計裕度要比常規項目高；尤其在線圈端部第1餅出頭位置高度留有裕度。加強端部絕緣，改善電場分布，提高絕緣安全裕度，最大程度的保證變壓器的絕緣耐受能力，確保產品安全可靠。

4.2 工藝方面控制

加強對高電壓所有所用材料的管理，尤其是絕緣材料的質量控制，重要絕緣材料入廠后全部進行x光檢測，同時應將加強對材料供應生產廠家生產過程的監造控制；最大程度降低因材料分散性造成產品問題發生的可能。持續重視培養員工的良好工藝紀律，發揮老企業傳幫帶的好傳統。最大程度的為電力系統多輸送合格產品。

結語

變壓器產品質量問題是困擾企業發展的實際問題，尤其是在實行企業降本增效的過程中呈上升態勢，迫切需要引起警覺和重視。本次高電壓等級產品出現色譜異常問題，使我們進一步認識了變壓器油色譜試驗對變壓器分析故障的重要性。

參考文獻

[1]《國網物資部關于印發物資質量管理手冊（試行版）的通知》物資質監（2013）209號[Z].

[2]交流電力變壓器監造作業規范[S].2011.