電廠變壓器油色譜異常分析和處理

劉琰

摘要：變壓器是電廠正常運行的重要設備，對于電廠運行系統的安全性和穩定性具有至關重要的影響和作用。因而針對電廠的變壓器進行檢修和維護，是電廠的重點工作任務之一。但是在電廠的實際運行當中，對變壓器進行檢修并不是一件十分容易的事情，根據變壓器油色譜變化的情況，對變壓器的運行效果進行判斷，將能夠在很大程度上有效提高變壓器檢修的效果，增強電廠運行的安全性和穩定性。

關鍵詞：變壓器油；色譜分析：故障

變壓器是電廠正常運行的重要組成部分，對于電廠的安全性和穩定性具有重要意義。在電廠的日常運行過程中，難免會出現一些影響供電工作順利進行的問題，對人們的正常生產生活產生不利的影響。但是在電廠的實際工作中，變壓器也會經常性地出現一些問題，影響到配網運行的實際效果。油色譜出現異常，是電廠變壓器出現問題的重要表現形式之一，對于電廠的運行情況存在著一定的昭示作用。因而，針對電廠變壓器油色譜出現異常的問題，積極進行分析，并有效采取相應措施予以解決，能夠在很大程度上及時恢復電廠變壓器的運行效果，使其能夠為電廠供電工作的順利進行提供良好的前提條件。

一、變壓器油色譜分析

變壓器油中溶解氣體分析技術包括從變壓器中取出油樣，再從油中分離出溶解氣體，用氣相色譜分析該氣體的成份，獲得各組氣體的含量，對分析所得數據進行數據處理，采用相應的方法進行診斷，判斷出變壓器內部有無故障及相應的故障類型。GB/T7252 2001國標和DI。/T722 2000電力企業標準均對變壓器油中溶解氣體做出了相應的規定，并給出了相應的故障診斷方法（三比值法）。由于變壓器內部故障種類繁多，導則中只給出常見的故障類型，如高溫過熱、低溫過熱、高能量放電、低能量放電等，因此對油中溶解氣體數據分析，進行故障類型的判斷時，除導則中規定的大項外，在故障細分中會由于各人的理解不同而出現不同的結果。但通常情況下根據規則均可以大致判斷出變壓器的故障類型。對于油中所含氣體，尤其以乙炔最為重要，因為乙炔出現的條件是溫度達到800℃以上接近1000℃時才會出現，通常為放電類故障。而臺山電廠的該臺變壓器中就存在微量乙炔，因此引起了我們的高度注意。其為中試所實驗分析所得數據。由數據可見在線監測裝置對油中二氧化碳未檢出。參照GB/T7252 2001所規定的氣體注意值進行比較，該主變壓器中雖然含有乙炔，但其含量微小，遠小于1μL/L的注意值，總烴含量也小于150μL/L的注意值。一氧化碳與二氧化碳的含量均比較低，且比值4.3，介于3～7之間，符合規則要求，甲烷、乙烷、乙烯均未超出規則要求范圍。故根據色譜數據分析該變壓器健康狀況滿足規則要求。

二、故障的查找與處理

將故障情況上報網調后，安排變壓器停電檢修。停電后，對變壓器進行了直流電阻測量試驗，以檢查分接開關和引線緊固螺釘或接頭焊接是否良好。高壓繞組直流電阻測量在高壓繞組出線端子與中性點出線端子之間進行，測量結果見表1，低壓繞組直流電阻測量在低壓繞組出線端子之間進行，測量結果見表2。以上試驗相間差小于2%，符合國家標準要求，試驗結果合格，排除了分接開關和引線故障的可能。同時進行了變壓器的電壓比、介質損耗因數、絕緣電阻（包括鐵心、夾件等）、繞組泄漏電流測量等試驗，試驗結果亦合格。再對變壓器進行了常規局部放電試驗（未開啟潛油泵），同時對變壓器繞組進行超聲定位測量。在試驗電壓下，試驗結果未見異常放電產生，30min內放電波形無異常脈沖，局部放電波形未見異常，局部放電量小于260pC，符合國家標準（在試驗電壓下局部放電量不大于300pC的要求），試驗結果合格。變壓器繞組超聲定位測量亦未見異常，試驗期間超聲定位波形無異常變化，試驗結果合格，排除了變壓器繞組局部短路和層間絕緣不良的可能。通過以上檢測與檢查，排除了變壓器內部故障的可能性。通過對變壓器組部件的分析，認為冷卻器引發的可能性較大。考慮到變壓器潛油泵繞組故障特性與變壓器繞組故障特性具有相似性，如果潛油泵繞組有故障，也可能因短路放電，引起色譜異常，并通過油管路把故障氣體傳到主變壓器油中，導致變壓器油色譜分析結果異常。因此，有必要對潛油泵進行徹底檢查。隨后，對每臺潛油泵進行了絕緣電阻測量，結果未見異常。為慎重起見，對變壓器全部潛油泵進行解體檢查，重點檢查繞組是否有損傷。當檢查到第五組冷卻器的潛油泵時，發現其繞組表面有部分燒傷。其后聯系潛油泵生產廠家對潛油泵進行了更換，其余潛油泵未發現問題。綜合檢查結果認為是潛油泵的故障引起的變壓器油色譜異常，變壓器本身不存在問題，隨后經濾油，變壓器恢復運行。經過以后幾年的油色譜跟蹤分析，油色譜分析未見異常，變壓器至今運行良好，故障得到徹底解決。潛油泵返回制造廠后，廠家對其進行了更加細致的檢查。解體后潛油泵軸承未發現磨損，經用2500V、1000MΩ絕緣測定器測量其絕緣電阻，未見異常。但發現潛油泵內有金屬顆粒，對潛油泵定子進行耐壓試驗，在潛油泵定子下部與潛油泵泵底座連接處出現放電現象。將潛油泵定子底板與潛油泵定子解體分開，發現潛油泵定子繞組有部分燒損，確定變壓器產生乙炔的原因是由于潛油泵電機繞組燒損所致。

三、結束語

變壓器油色譜氣相分析是判斷變壓器故障的重要手段之一。在應用過程中，應對色譜分析結果進行綜合分析。考慮到變壓器各種故障的復雜性，不易采用單一判據對色譜分析結果進行判斷，而應綜合多個判據進行判斷，找出其中的共性，縮小查找范圍。變壓器外圍附件如潛油泵屬電路的一個范疇。所不同的是，對變壓器的危害沒有內部電路過熱大。且當潛油泵損壞后，故障現象很可能消失，故障性氣體不再增長，即使是在大負荷情況下也不再增長，此類現象大多是外圍附件故障。但若故障現象沒有消失，特征氣體繼續增長，則應分析具體情況，如分別從各潛油泵出口端近距離取樣進行排查。如果取樣不便的話，可分組運行，交叉排查，根據交叉分組情況考核油中特征氣體增量的變化情況，從邏輯上進行推理，交叉幾次后最后確定是哪臺潛油泵故障。如果方便的話，可對各運行潛油泵的運行電流進行測量，工作電流異常大的潛油泵很可能是故障源。當潛油泵出現故障時，不能靠經驗聽聲音及單獨接電源試轉來判斷其是否存在故障，應同時采用其他手段進行綜合分析，必要時進行解體檢查。當潛油泵出現繞組故障時，應立即對變壓器進行有色譜分析，以檢查是否對變壓器主體油色譜造成影響。故障性質相同的情況下，潛油泵故障引起的色譜異常比變壓器內部故障引起的色譜異常要小。如果判斷是繞組故障，且故障氣體增長緩慢，則建議首先排查潛油泵。可在變壓器主體和潛油泵處分別取樣進行色譜分析排查，如果是變壓器主體故障，則變壓器主體色譜分析中氣體含量相對較大；如果是潛油泵故障，則潛油泵色譜分析中氣體含量較大。雖然行業標準規定了潛油泵正常使用壽命為五年，但據目前潛油泵廠家的制造水平，大部分制造廠均不能保證其產品五年后的安全質量，因此，對運行時間接近或超過五年的潛油泵應進行檢修，必要時予以更換，以防忠于未然，確保設備整體運行的安傘可靠性。