一起變壓器總烴超標原因分析與處理

摘 要：根據變壓器色譜分析、三比值法判斷運行中充油變壓器是否處于良好狀態是對變壓器狀態監測的必要手段。通過用三比值法對內蒙古某廠主變壓器油色譜中總烴超標的原因分析，并結合變壓器低壓側升高座箱沿處存在的過熱現象，初步分析為內部漏磁產生渦流引起發熱，確定對變壓器放油進行檢查，成功查出低壓側屏蔽線部分缺失，解決了該變壓器發熱問題。

關鍵詞：變壓器油；色譜分析；三比值法；低壓側磁屏蔽

1 概述

內蒙古某電廠主變壓器，型號為SFP-420000/220，額定容量為 420 MVA，由南通曉星變壓器廠生產制造，2014年3月18日化驗#5主變油色譜，發現總烴由三個月前的54μL/L增長至164.94μL/L，已達到規程規定的注意值，總烴氣體中的主要成分是甲烷和乙烯。測量變壓器鐵芯接地線電流在規定值范圍內，在檢查過程中發現主變C相低壓側升高座箱沿處有過熱現象，用紅外線測溫儀測量連接螺栓最高達182℃，引起各部門的高度關注。

2 變壓器總烴超標的分析與處理

2014年3月發現變壓器油中烴類氣體增長的趨勢明顯加快，并超過規程的注意值，從以下幾個方面進行了分析。

（1）采取每日取樣進行色譜分析，觀察變壓器油中氣體的變化情況，發現油中總烴氣體含量不斷增加。

（2）檢查發現低壓側封閉母線基座箱沿與下部的變壓器大鐘罩殼箱沿處發熱嚴重，該部位的油漆由于發熱已經脫落變色，用遠紅外成像儀測量該部位最高溫度達182℃，立即在低壓側箱沿上法蘭增加一根25mm2的接地線用以降低該處渦流發熱，該處溫度由降低至107℃左右，但油中總烴增長趨勢并未減緩。

由附表1色譜數據分析可知，特征氣體為甲烷和乙烯，甲烷為主要氣體成分，按照GB/T7252-200《變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》[1]的故障判斷方法，初步判定該變壓器存在問題。

根據《變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》改良三比值法，計算2014年3月18日及5月22日油色譜數據并確定編碼如下：

乙炔與乙烯的比值：0/65.41=0、0/126.6=0編碼均為0。

甲烷與氫氣的比值=67.06/12.23=5.48、163.23/19.23=8.49，編碼均為2。

乙烯與乙烷的比值=65.41/32.47=2.01、120.6/67.2=1.79，編碼均為1。

根據GB/T7252-2001國際[2]中11的編碼與故障類型對照表的對比分析，兩次三比值編碼均為（0、2、1），屬于300-700℃中溫過熱故障。

從上述分析可以看出：油色譜總烴體積超標，主要成分為甲烷、乙烯。采用《變壓器油中溶解氣體分析判斷導則》中故障判斷方法可以判斷該變壓器存在中溫故障，故障點的溫度在300-700℃，可能原因油過熱或油和紙過熱。

（3）分析總烴體積增加的趨勢與機組的負荷的關系，沒有發現明顯的關聯，證明總烴含量的增加不隨機組負荷的變化而變化。

（4）測試該變壓器鐵芯接地電流在規定范圍內，排除了變壓器鐵芯兩點接地造成過熱的可能。

（5）檢查對比變壓器的溫度與去年同期相近，除每年7、8月份溫度較高時段外該變壓器一直以四組冷卻器運行的方式運行，可以排除冷卻器運行方式的影響。

（6）檢查運行的4臺潛油泵電機的電流、聲音、溫度均正常，可以排除潛油泵原因造成總烴超標。

通過上述分析，基本確定變壓器低壓側內部漏磁嚴重產生渦流，造成周圍的油質劣化，具體情況需要變壓器停運放油進入內部進行檢查。

3 變壓器停運放油檢查試驗及發現的問題

（1）變壓器檢修時測量變壓器繞組的直流電阻，發現該變壓器高低壓繞組直流電阻較上一次測量時沒有明顯變化。

（2）檢查變壓器分接開關，通過外觀檢查未發現放電及過熱痕跡，說明此處無故障點。

（3）對變壓器鐵芯表面及各部位固定螺栓進行檢查，各螺栓緊固且未發現鐵芯松動及過熱現象。

（4）檢查變壓器低壓側C相升高座與變壓器低壓側繞組的軟連接處磁屏蔽銅板未安裝，A相固定螺栓短缺3條。

（5）拆下低壓側升高座與大鐘罩殼法蘭連接螺栓發熱碳化，經鑒定該螺栓為普通碳鋼螺栓。

4 對問題的分析與處理

（1）由于變壓器低壓側C相升高座與變壓器低壓側繞組的軟連接處磁屏蔽銅板未安裝，導致該處的漏磁與大鐘罩殼箱體形成了磁路產生了渦流而發熱。檢修期間對該處缺失的磁屏蔽銅板進行了重新安裝，A相銅屏蔽缺失的固定螺栓補齊。

（2）由于低壓側升高座與大鐘罩殼法蘭連接螺栓使用的是普通碳鋼螺栓，該材質具有導磁性形成渦流，導致連接螺栓及法蘭嚴重發熱碳化，同時該處也加劇了該處油質劣化速率。檢修期間將其全部更換為不銹鋼非導磁螺栓。

（3）對該變壓器進行濾油。

5 檢修后的試驗及投運

將該變壓器發現的問題進行處理后，進行濾油，并進行修后試驗，根據《DL/T596-1996電力設備預防性試驗規程》[2]要求進行試驗合格。

6 變壓器啟動后的跟蹤

該變壓器啟動后。變壓器的電壓、電流及溫度等參數均正常，在變壓器投運后一周內每日對油進行色譜分析，色譜總烴含量沒有增長，運行正常，之后的兩個月內每周對油進行色譜分析，總烴增長速率在規定范圍內，說明該變壓器總烴超標的原因得到徹底解決。

7 結束語

大型電力變壓器的漏磁大，為了降低漏磁產生的渦流導致的發熱及其他雜散損耗，在設計時增加了磁屏蔽層，但在裝配過程中由于未得到重視，導致部分磁屏蔽未按設計要求進行安裝，造成變壓器在投運后發熱，引起總烴超標。同時三比值法對變壓器油中氣體成分分析，對充油變壓器的故障分析具有指導作用。

參考文獻

[1]GB/T7252-2001.變壓器油中溶解氣體分析與判斷導則[S].

[2]DL/T596-1996.電力設備預防性試驗規程[S].