變壓器受潮故障分析

李偉峰

摘 要 對一起主變進水受潮引起的故障進行分析，并給出整改意見。

關鍵詞 變壓器;受潮;故障

引言

變壓器是電力系統中的重要設備，擔負著電壓變換、電能傳輸和終端分配的作用。變壓器套管是變壓器箱外的主要絕緣裝置，主要用于固定引線及提供絕緣支撐，運行中長期承受工作電壓和電流， 同時還要承受各種過電壓及短路沖擊電流。110kV以上電壓等級的套管類型主要有：油紙電容式套管、膠紙電容式套管、環氧浸漬紙熬過、氣體套管。對于油紙電容式套管常見的故障有油色譜超標、受潮、滲漏油等問題。下面對一起我局2018年發生的某220kV主變故障進行分析。

1現場情況

2018年9月22日14時55分15秒，中山某220kV主變差動保護動作，跳開三側開關，輕瓦斯發信，重瓦斯動作。備自投動作，無負荷損失。220kV 1M、2M母線并列運行，母聯開關2012運行;110kV1-5M與2-6M母線并列運行，#1分段開關1015處于合閘位置，#2分段開關1026處于合閘位置，#1母聯開關1012熱備用、#2母聯開關1056運行。

2試驗分析

2.1 絕緣電阻試驗

對主變進行繞組連同套管絕緣電阻試驗，數據如表1所示。按照南網《電力設備檢修試驗規程》的要求，絕緣電阻換算至同一溫度下與前一次測試結果相比應無明顯變化，一般不低于上次試驗的70%。本次試驗數據與上次數據相比明顯偏低。

2.2 繞組變形試驗

采用頻響法進行變壓器繞組變形測試并與上次測試曲線相比較，低壓繞組C相在高頻段與上次試驗波形不吻合，存在明顯差異，繞組存在變形[1]。測試結果及歷史數據如圖1、2 所示。

2.3 變壓器油色譜試驗

對主變本體油進行色譜試驗，油中溶解乙炔（C2H2）含量超注意值，測試結果如表2所示，三比值故障代碼為1，0，2，故障類型判斷為電弧放電[2]。

3設備檢查

3.1 變壓器現場檢查

主變排油后，打開油箱上部檢修孔發現：高壓B相調壓線圈上端部出頭引線絕緣包裹崩開，靠近鐵軛一側的包裹絕緣紙發黑，調壓線圈出頭引線間存在匝間放電現象。

3.2 套管現場檢查

拆除B相套管過程中，翹開頂套后可見大量油水混合物漏出，頂套內部存在明顯銹蝕及水痕。進一步檢查套管頂套內的密封圈，發現密封圈與頂套開孔基本平齊，密封圈已變形（圖3），且沒有彈性。

高壓、中壓側套管采用穿纜式結構，其頂部密封結構如圖4所示。通過頂套蓋?、頂套?與引線接頭⑩之間的兩道O型密封膠圈④實現軸向密封。

3.3 主變吊芯檢查

返廠吊芯檢查發現，高壓B相調壓線圈上端部出頭引線位置有絕緣紙碳化痕跡，調壓線圈與外部中壓線圈之間的圍屏上存在疑似水痕，其位置靠近調壓線圈引出線。

拆除調壓線圈引出線兩側絕緣隔板，可見調壓線圈引出線第4和第6分接間發生絕緣擊穿（圖5），并裸出銅導線，與擊穿點對應的絕緣隔板位置可見明顯灼燒碳化痕跡。

4原因分析

高壓B相調壓線圈出頭引線間絕緣擊穿是主變故障跳閘的直接原因。高壓套管頭部密封不良、水分進入主變內部，引起調壓線圈出頭引線絕緣裕度下降，是導致主變故障跳閘的根本原因。

故障發生和發展過程為：高壓套管為穿纜式結構，套管頭部存在密封不良，進水受潮[3]，水分沿著引線進入主變內部，由于高壓引線與調壓線圈出頭引線間距離較近，且高壓引線向調壓線圈出頭引線位置呈一定傾斜角度，水分落至調壓線圈出頭引線，致使調壓線圈出頭引線絕緣受潮，引發匝間短路故障發生，導致主變故障跳閘。

高壓套管頭部進水的原因為：套管在長期運行中，密封膠圈受高溫、電磁作用發生老化變形，引起軸向密封不良，潮氣入侵套管頭部，套管引線受臺風作用發生擺動，導致水分沿著套管電纜頭進入套管頂套乃至主變內部。

5建議

該缺陷涉及設備結構，建議廠家對套管頂部密封結構進行改造。

參考文獻

[1] 周健科.變壓器繞組頻率響應測試方法研究[J].變壓器，2019， 56（4）：63-68.

[2] 亓秋波，張瑞強，李嬙. 變壓器油中溶解氣體含量突增故障診斷探討[J]. 機電信息，2019，（27）：78-79.

[3] 賈輝，賈勇，王志勇. 油浸式電力變壓器絕緣受潮故障分析和處理[J]. 吉林電力，2009，（2）：41-43，48.