分析220kV變壓器色譜異常故障分析及處理

劉波　欒德育

摘要：變壓器色譜異常會(huì)嚴(yán)重影響帶電機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不管是企業(yè)的生產(chǎn)，還是居民的生活，都會(huì)受到一定的限制和干擾。變壓器內(nèi)部如果出現(xiàn)一些潛伏性的故障，可以通過(guò)在變壓器油里面溶解一定的氣體來(lái)分析，這一方法還可以判斷故障的嚴(yán)重程度。一旦發(fā)現(xiàn)故障可以通過(guò)電氣檢測(cè)及解體檢查來(lái)分析故障原因，針對(duì)具體問(wèn)題找出問(wèn)題的解決辦法。

關(guān)鍵詞：220kV;變壓器;色譜異常故障;處理

引言

色譜分析法是對(duì)運(yùn)行中的變壓器內(nèi)部可能有局部過(guò)熱或局部放電兩種形式的故障進(jìn)行分析的方法，故障點(diǎn)周圍的變壓器油和固體絕緣材料因發(fā)熱而產(chǎn)生氣體，其中大部分氣體不斷溶入油中，用氣相色譜分析的方法可以把溶入油中的氣體及含量分析出來(lái)，借此來(lái)判斷變壓器內(nèi)部潛在故障的性質(zhì)和嚴(yán)重的程度，為變壓器及時(shí)進(jìn)行檢修提供有力依據(jù)，其在保障電力用油設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行上發(fā)揮了重要的作用，它成功預(yù)測(cè)故障的案例不勝枚舉。

1變壓器色譜異常情況分析

220kV變壓器運(yùn)行=中，變壓器內(nèi)部的有機(jī)絕緣材料和絕緣油的老化速度會(huì)=加快，甚至部分材料還會(huì)出現(xiàn)分解的情況，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的氣體，這些氣體=主要包括甲烷、乙烯以及二氧化碳等等，在220kV變壓器運(yùn)行中，變壓器內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)絕緣受潮以及放電性故障等一系列情況，這些情況會(huì)增加變壓器內(nèi)部氣體的數(shù)量。在對(duì)220kV變壓器的色相譜進(jìn)行分析時(shí)，需要對(duì)絕緣油進(jìn)行分析，在進(jìn)行分析時(shí)，需要將絕緣油中溶解的氣體分離出來(lái)，并將這些氣體注入氣色相譜中，通過(guò)這種方式對(duì)這些氣體的成分進(jìn)行有效的分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)220kV變壓器內(nèi)部的故障情況進(jìn)行判斷，分析220kV變壓器內(nèi)部故障的原因，變壓器內(nèi)部產(chǎn)生氫氣因素，如果水進(jìn)入變壓器內(nèi)部，使得變壓器受潮之后，變壓器內(nèi)部的氫氣含量也會(huì)出現(xiàn)增加的情況，內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)乙炔，一般乙炔產(chǎn)生的原因還與電弧的弧道有關(guān)，當(dāng)變壓器出現(xiàn)放電性故障的時(shí)候，變壓器電弧的弧道內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生乙炔。當(dāng)變壓器內(nèi)部溫度達(dá)到一定溫度的時(shí)候，變壓器內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生乙烷和甲烷，而且，隨著220kV變壓器內(nèi)部溫度的升高，乙烷和甲烷的數(shù)量也會(huì)逐漸增加，以此可以判斷變壓器出現(xiàn)過(guò)熱性故障。變壓器內(nèi)部如果出現(xiàn)局部過(guò)熱、絕緣材料老化的情況和，變壓器內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳，如果變壓器的類型是開放性的變壓器，內(nèi)部總烴含量達(dá)到150uL/L，其中一氧化碳的含量超過(guò)300uL/L那么設(shè)備就存在固體絕緣過(guò)熱性故障。

2故障的分析和查找分析

根據(jù)《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》要求，220kV及以下主變總烴注意值為150ul/L總烴超注意值，根據(jù)三比值法進(jìn)行分析，取樣進(jìn)行試驗(yàn)。初步分析220kV變壓器分接開關(guān)故障時(shí)，首先對(duì)動(dòng)觸頭進(jìn)行檢測(cè)，如果動(dòng)觸頭存在嚴(yán)重?zé)齻那闆r，在對(duì)出現(xiàn)這一狀況的原因進(jìn)行分析時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備采用的是一種老式鼓形分接開關(guān)，這種分接開關(guān)采用的一般是動(dòng)觸頭盤性彈簧，動(dòng)觸頭和定觸頭之間存在一定的接觸壓力，這種壓力本身是一種盤性彈簧的彈性壓力，隨著220kV變壓器運(yùn)行時(shí)間的增加，變壓器彈簧的彈性也在逐漸減弱，并且隨著接線數(shù)量的增加，變壓器內(nèi)部的近區(qū)的數(shù)量也在逐漸增加，內(nèi)部電流量也在逐漸增大，這時(shí)彈簧非常可能會(huì)出現(xiàn)退火的情況，一旦出現(xiàn)這種情況的話，彈簧自身的壓力大幅度的降低，一旦出現(xiàn)這種情況，彈簧就會(huì)出現(xiàn)接觸不良的問(wèn)題，發(fā)熱之后，觸頭就會(huì)被燒傷，如果發(fā)現(xiàn)的不及時(shí)，觸頭非常可能會(huì)出現(xiàn)燒毀的事件。為了避免這一情況的出現(xiàn)，可以更換分接開關(guān)，對(duì)變壓器進(jìn)行重新組裝，對(duì)內(nèi)部的密封件進(jìn)行更換，對(duì)變壓器內(nèi)部進(jìn)行重新注油處理，在進(jìn)行注油時(shí)，采用的注油方式為真空濾油的注油方式，這種方式可以對(duì)變壓器內(nèi)部的熱油循環(huán)進(jìn)行干燥處理，以便有效去除絕緣油內(nèi)部的雜質(zhì)，對(duì)變壓器油進(jìn)行凈化處理，使其性能盡可能達(dá)到合格油標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行半個(gè)月后，再次做氣相色譜試驗(yàn)。

2.1現(xiàn)場(chǎng)帶電檢查和檢測(cè)

1）按照《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》有關(guān)的要求，用紅外成像儀進(jìn)行紅外檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)中壓C相樁頭過(guò)熱，溫度為93℃，基本判斷將軍帽與引線連接處存在過(guò)熱點(diǎn)。2）1號(hào)潛油泵聲音異常，油流繼電器指針略有卡澀，油流繼電器擋板正常。3）鐵芯、夾件接地電流測(cè)量結(jié)果較小，測(cè)試值約1～2mA，為正常范圍，排除鐵芯多點(diǎn)接地故障。4）4組潛油泵電機(jī)工作電流基本均衡。5）6號(hào)主變箱體溫度60℃，相鄰7號(hào)主變箱體溫度47.5℃，2臺(tái)主變散熱器進(jìn)出口溫度差均為1～2℃，2臺(tái)主變箱體溫度差別較大分析為結(jié)構(gòu)原因：6號(hào)主變更換了全部線圈，并將原容量90MVA擴(kuò)為120MVA，但是箱體并未增大。6）紅外檢測(cè)結(jié)果表明，該變壓器外部無(wú)漏磁引起的局部過(guò)熱現(xiàn)象。

2.2現(xiàn)場(chǎng)絕緣試驗(yàn)

主變停電，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)絕緣試驗(yàn)，常規(guī)電氣試驗(yàn)基本合格。6號(hào)變壓器中壓C相繞組直流電阻增大，但在合格范圍內(nèi)，測(cè)試結(jié)果見表2;其它常規(guī)電氣試驗(yàn)均合格。決定主變不吊罩檢查，利用較短停電時(shí)間進(jìn)行B類檢修，更換6號(hào)潛油泵和油流繼電器，處理3號(hào)潛油泵滲油缺陷，重點(diǎn)對(duì)所有套管引線連接部位進(jìn)行檢查并處理中壓C相過(guò)熱缺陷。在主變中壓套管引線連接部位檢查中發(fā)現(xiàn)，套管與繞組出線電纜連接部位存在明顯過(guò)熱變色跡象，處理之后，直流電阻測(cè)試正常，避免了一起絕緣擊穿事故的發(fā)生。6號(hào)主變恢復(fù)運(yùn)行，并繼續(xù)進(jìn)行油色譜的跟蹤分析。持續(xù)4個(gè)月的色譜檢測(cè)結(jié)果，各氣體組分含量相對(duì)穩(wěn)定，總烴基本穩(wěn)定，主變運(yùn)行正常。3結(jié)論油中氣體分析對(duì)變壓器內(nèi)部早期故障的診斷反應(yīng)靈敏，實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)色譜異常情況，及時(shí)配合紅外成像等各種技術(shù)手段對(duì)缺陷性質(zhì)及部位進(jìn)行分析查找，提高檢修的有效性、針對(duì)性，降低檢修成本。

3結(jié)語(yǔ)

在檢查220kV變壓器時(shí)，可以采用現(xiàn)場(chǎng)絕緣檢測(cè)的方式來(lái)對(duì)變壓器色譜異常的情況進(jìn)行檢測(cè)，以減少220kV變壓器運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。此外，在對(duì)變壓器進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，還可以采用紅外合成技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，找到220kV變壓器存在的缺陷，以便能夠有效提升變壓器檢修的效率，進(jìn)而降低變壓器檢驗(yàn)的成本。

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作者簡(jiǎn)介：劉波，性別：男;民族：漢;學(xué)歷：大學(xué)本科;職稱：中級(jí)職稱;職務(wù)：電氣運(yùn)行副班長(zhǎng);單位： 中石油云南石化有限公司

欒德育，性別：男;民族：漢;學(xué)歷：技校，職稱：高級(jí)職稱;職務(wù)：電氣運(yùn)行班長(zhǎng);單位 中石油云南石化有限公司