750kV變電站主變色譜異常原因分析

張德平

摘 要：本文結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)750kV變電站主變色譜異常原因進(jìn)行了分析，并提出了相關(guān)的解決措施。

關(guān)鍵詞：750kV變電站；主變色譜；異常原因；措施

中圖分類號(hào)：TM855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言

2014年某供應(yīng)商制造的750kV主變（型號(hào)ODFPS-700000/750）先后有2臺(tái)在出廠試驗(yàn)中出現(xiàn)色譜異常現(xiàn)象，產(chǎn)品出現(xiàn)共性問題。

通過對(duì)變壓器拆解及試驗(yàn)等工作，尋求找到色譜異常的原因。

2 試驗(yàn)回顧

2.1 試驗(yàn)情況

（1）首臺(tái)變壓器：首臺(tái)產(chǎn)品在制造完成后，先后進(jìn)行低電壓試驗(yàn)、空載損耗和空載電流測(cè)量、短時(shí)感應(yīng)電 壓 試 驗(yàn)（ACLD）同時(shí)測(cè)局放試驗(yàn)，雷電沖擊、雷電截波沖擊試驗(yàn)結(jié)果合格。在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)電壓及局部放電試驗(yàn)，當(dāng)電壓升至1.1Um電壓時(shí)，局放量正常；當(dāng)電壓升至1.5Um，加壓3分鐘時(shí)，中壓出現(xiàn)1000pc放電（干擾）信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了檢查。隨后再次加壓，在電壓升至1.5Um時(shí)，試驗(yàn)電源過流保護(hù)動(dòng)作，中壓局放量大于1000pc（標(biāo)準(zhǔn)要求小于100pc）。第三次加壓升至不到0.2Um時(shí)，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(shù)據(jù)中顯示出現(xiàn)乙炔值。

（2）第2臺(tái)變壓器：完成出廠試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格。

（3）第3臺(tái)變壓器：完成局放及其他試驗(yàn)均滿足要求。考慮局放后變壓器油色譜數(shù)據(jù)異常情況與第1臺(tái)有相似。

詳見第3臺(tái)變壓器油色譜試驗(yàn)報(bào)告；

2.2 產(chǎn)品檢查

首臺(tái)產(chǎn)品實(shí)施了進(jìn)箱檢查；對(duì)器身外觀、套管與引線連接、開關(guān)連接進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

在進(jìn)箱檢查未發(fā)現(xiàn)異常后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行吊罩檢查；經(jīng)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(duì)接線頭進(jìn)行檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常。

當(dāng)檢查至調(diào)柱器身時(shí)，調(diào)壓引線出現(xiàn)處上端發(fā)現(xiàn)少量碳化絕緣紙屑，其他可見部位均未發(fā)現(xiàn)問題或異常。

ODFPS-700000/750調(diào)柱器身絕緣進(jìn)行解體檢查：

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

隨后打開調(diào)壓線圈下端出頭左側(cè)第一檔角環(huán)緊貼線圈發(fā)現(xiàn)由下向上第一、二餅間的換位導(dǎo)線匝絕緣及加包絕緣有熏黑、破損痕跡；長(zhǎng)約100mm.同心表面有燒灼熔化現(xiàn)象，同位置的下角環(huán)上發(fā)現(xiàn)有銅渣。

吊起調(diào)壓線圈檢查發(fā)現(xiàn)；調(diào)壓線圈與成型筒間的撐條和紙筒及在線圈出頭位置角環(huán)、鐵軛絕緣均有熏黑痕跡；

將調(diào)壓線圈下端出頭打開檢查；發(fā)現(xiàn)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(dǎo)線匝絕緣燒灼、炸開（如圖1、圖2所示）；換位導(dǎo)線有燒灼、熔斷痕跡（共有8根小導(dǎo)線熔斷）（如圖3、圖4所示）；相鄰導(dǎo)線匝絕緣有燒灼和熏黑痕跡。

第3臺(tái)雖然完成局放及其他試驗(yàn)均滿足要求。考慮局放后變壓器油色譜異常情況與第1臺(tái)相似，所以也按照第1臺(tái)變壓器的檢查要求執(zhí)行。

首先對(duì)第3臺(tái)變壓器實(shí)施了進(jìn)箱檢查；對(duì)器身外觀、套管與引線連接、開關(guān)連接進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

在進(jìn)箱檢查未發(fā)現(xiàn)異常后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行吊罩檢查；經(jīng)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(duì)接線頭進(jìn)行檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常。

當(dāng)檢查至調(diào)柱器身時(shí)，調(diào)柱線圈外觀、紙筒、撐條和上下鐵軛絕緣、角環(huán)、成型件均無發(fā)黑、放電現(xiàn)象；

拆調(diào)柱線圈外紙筒、撐條和角環(huán)、成型件后檢查；調(diào)壓線圈下端出頭處無發(fā)黑、放電現(xiàn)象；檢查調(diào)壓線圈上端出頭處絕緣發(fā)現(xiàn)表面有黑色絕緣碳化物雜質(zhì)。

對(duì)調(diào)壓線圈上端出頭檢查后發(fā)現(xiàn)；由上向下的第3線餅、由外向里第2、3、4根換位導(dǎo)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(dǎo)線的局部炭化、破損絕緣剝?nèi)ズ髾z查，發(fā)現(xiàn)第2根和第4根換位導(dǎo)線表面有掉漆痕跡、導(dǎo)線表面不光滑（如圖5）；第3根換位導(dǎo)線表面光滑、完好（如圖6）；其余9根換位導(dǎo)線匝絕緣表面有熏黑痕跡、無破損（如圖7）。

調(diào)壓上端出頭故障部位如圖5～圖7。

3 原因分析

綜合檢查結(jié)果，供應(yīng)商再次對(duì)調(diào)壓線圈的端部絕緣進(jìn)行計(jì)算核算；未發(fā)現(xiàn)異常。設(shè)計(jì)圖紙中要求調(diào)壓線圈導(dǎo)線出頭處彎折成型后，在彎折前50mm起和彎折后的所有導(dǎo)線外的原匝絕緣剝?nèi)ァ⒂媒^緣皺紋紙重新包扎匝絕緣；按照制造供應(yīng)商企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，線圈出頭處絕緣要包成錐度，絕緣錐度的長(zhǎng)度≮7倍的導(dǎo)線單邊絕緣厚度且接包位置要平滑過渡。操作者在實(shí)際操作中有難度。

3.1 出現(xiàn)問題可能

根據(jù)2臺(tái)750kV變壓器解體情況來看，故障部位均出現(xiàn)在調(diào)壓出頭部位，故障出頭處彎折前50mm起絕緣錐度的長(zhǎng)度，均未達(dá)到導(dǎo)線單邊絕緣厚度的7倍以上且接包未平滑過渡，造成試驗(yàn)中故障部位電場(chǎng)集中；同時(shí)接包部位可能由于彎折不當(dāng)，導(dǎo)致導(dǎo)線表面不光滑，因而造成故障部位的絕緣強(qiáng)度降低，因此試驗(yàn)過程中，故障部位無法耐受試驗(yàn)電壓被擊穿。

3.2 分析結(jié)果驗(yàn)證

為了驗(yàn)證上述分析的準(zhǔn)確性，供應(yīng)商隨后更換調(diào)壓線圈、勵(lì)磁線圈；更換調(diào)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(duì)變壓器進(jìn)行恢復(fù)，重新進(jìn)行器身干燥處理、附件安裝真空注油、熱油循環(huán)、靜放；最終2臺(tái)750kV變壓器通過出廠試驗(yàn)及油色譜報(bào)告合格。

4 類似問題預(yù)防

總結(jié)此次750kV主變?cè)诔鰪S試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)變壓器油色譜異常現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)，可以在以下幾個(gè)方面加強(qiáng)控制。

4.1 設(shè)計(jì)方面控制

在高電壓等級(jí)產(chǎn)品中，應(yīng)盡量采用成熟的設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)裕度要比常規(guī)項(xiàng)目高；尤其在線圈端部第1餅出頭位置高度留有裕度。加強(qiáng)端部絕緣，改善電場(chǎng)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(chǎn)品安全可靠。

4.2 工藝方面控制

加強(qiáng)對(duì)高電壓所有所用材料的管理，尤其是絕緣材料的質(zhì)量控制，重要絕緣材料入廠后全部進(jìn)行x光檢測(cè)，同時(shí)應(yīng)將加強(qiáng)對(duì)材料供應(yīng)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)過程的監(jiān)造控制；最大程度降低因材料分散性造成產(chǎn)品問題發(fā)生的可能。持續(xù)重視培養(yǎng)員工的良好工藝紀(jì)律，發(fā)揮老企業(yè)傳幫帶的好傳統(tǒng)。最大程度的為電力系統(tǒng)多輸送合格產(chǎn)品。

結(jié)語

變壓器產(chǎn)品質(zhì)量問題是困擾企業(yè)發(fā)展的實(shí)際問題，尤其是在實(shí)行企業(yè)降本增效的過程中呈上升態(tài)勢(shì)，迫切需要引起警覺和重視。本次高電壓等級(jí)產(chǎn)品出現(xiàn)色譜異常問題，使我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了變壓器油色譜試驗(yàn)對(duì)變壓器分析故障的重要性。

參考文獻(xiàn)

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