一起變壓器套管底部軟連接螺栓松動導致的過熱缺陷分析

劉釗，楊彬，劉小琰，王佼，田小龍

（國網河北省電力有限公司保定供電分公司，河北 保定 71000）

1 缺陷基本情況

2021年12月25 日某35 kV變電站內35 kV 3號主變本體發出輕瓦告警信號。運維人員現場檢查該主變油溫、油位正常，本體瓦斯繼電器中存有大量氣體。12月26日試驗人員到站取油樣并對3號主變進行油色譜分析發現該設備色譜數據異常，設備銘牌參數為：型號SZ9-8000/35；出廠日期2003年10月；投運日期2004年01月；出廠編號200311S30-1；額定容量8 MVA。該變壓器在2021年5月進行過有載分接開關大修，修后各項試驗均滿足規程要求。

2 油中溶解氣體分析

該變壓器2021年周期性油色譜分析是在05月19日進行，具體數據如表1所示。

表1 35 kV 3號主變油色譜檢測數據 μL/L

由1表可見，12月26日乙炔、總烴及氫氣含量分別為11.50、2234.98、463.5 μL/L，均超過標準中規定的5、150、150 μL/L的注意值[1]，同時特征氣體乙烯、乙烷、甲烷和總烴增長較快，通過計算總烴含量的相對產氣速率為410.7%，遠超標準規定10%的注意值，說明該主變存在缺陷且該缺陷發展極為迅速[2]。

應用“改良三比值法”分析判斷，由表2可知計算得到該組油化數據三比值編碼為“022”，對應“高溫過熱（高于700℃）”故障[2]，懷疑該缺陷發生的原因有：分接開關接觸不良；引線連接不良或導線焊接不良；股間短路引起的過熱；鐵芯多點接地等；有載分接開關油箱滲漏導致主變本體油化數據超標等。由于當年5月該臺主變進行了有載分接開關的吊檢，所以基本可以排除由于有載開關接觸不良和有載開關油箱滲漏引起的數據超標。此外，由于該臺主變沒有鐵芯和夾件引出，所以“鐵芯多點接地”的因素在現場沒法排除。

表2 改良三比值編碼計算

應用“四比值法”分析判斷，由表3得知該組油化數據四比值編碼為“1010-循環電流及（或）連接過熱”，對應缺陷類型為“繞組中不平衡電流或接線過熱”[3]。根據四比值法分析結果，將高壓停電檢查性試驗重點應放在考察繞組上。

表3 四比值編碼計算

3 停電檢查性試驗結果分析

檢修試驗人員于12月27日將該主變停運，根據油色譜分析結果進行有針對性的檢查性試驗。試驗時天氣情況多云雨轉陰，濕度58%，溫度5.5℃。當天依次對該主變進行了繞組變形試驗（頻率響應及低電壓短路阻抗測試）、繞組直流電阻試驗、有載分接開關過渡波形試驗、繞組介質損耗因數及電容量試驗、繞組絕緣電阻試驗。該變壓器額定分接為4分接，運行分接為3分接。

繞組頻率響應測試、短路阻抗試驗和電容量測試結果顯示無異常，表明該變壓器繞組不存在短路或變形的情況。絕緣和介損試驗未見異常表明設備絕緣良好，有載分接開關試驗也未見異常。繞組直流電阻試驗數據如表4和表5所示。

表4 高壓側繞組直流電阻測試數據 mΩ

表5 低壓側繞組直流電阻測試數據 mΩ

繞組全分接直流電阻試驗數據表明，高壓側7個分接直流電阻測試數據均滿足試驗規程規定[1]，而低壓側繞組直流電阻橫比不平衡率達到了23.62%，遠超試驗規程規定的1%的注意值[4]，表明該變壓器低壓側繞組存在問題，但無法通過各線間直流電阻測試的數值判斷缺陷相別。

4 解體檢查情況

工作人員將現場檢查情況綜合匯報工區，隨即將該主變退出運行，12月28—29日對該主變進行現場大修。

如圖1所示，工作人員發現該主變低壓側三相套管內部與引流線軟連接處螺絲均存在松動的情況，u相軟連接處螺母存在輕微放電燒蝕痕跡。懷疑是該處連接松動，導致接觸電阻增加，從而產生過熱現象。同時，工作人員檢查了該變壓器鐵芯及夾件接地情況，并未發現異常。

圖1 低壓套管u相軟連接除螺母放電痕跡

5 現場處理情況

工作人員將低壓側u相套管底部連接處放電痕跡打磨干凈，并擰緊了三相套管底部與引流連接處的螺絲，并對該變壓器絕緣油進行過濾處理。該變壓器的大修后各項試驗數據均滿足交接試驗規程標準[4]，在投運后進行了1天、30天、3個月的油色譜數據追蹤試驗，未見異常。

6 缺陷原因分析

綜合分析3號主變油色譜試驗、高壓停電試驗及設備大修解體檢查的結果，可以判斷這是一起變壓器低壓套管內部與引流線連接處螺栓松動引起的設備內部過熱缺陷。該變壓器于2004年投運，2021年5月，有載分接開關吊檢時油色譜數據還未出現問題，而7個月后油色譜中特征氣體出現嚴重超標而且增長迅速，懷疑是有載分接開關吊檢時，為配合現場試驗，廠家人員拆卸、恢復低壓側套管引線線夾時施工工藝不規范，造成套管導電桿受力引起內部引流線固定螺栓松動，導致松動處接觸電阻增加，迎峰度夏期間該主變負荷較高，低壓側流過較大電流時該處局部發熱，造成變壓器絕緣油過熱，產生大量特征氣體。隨著氣體積累，觸發了本體輕瓦斯告警信號。

7 結束語

對于油色譜數據存在異常的設備，如果用“三比值法”判定為過熱或者與過熱相關的缺陷，可以利用“四比值法”進行進一步分析，能更精準地指導現場停電檢查性試驗的開展。

對于變壓器類設備應加強紅外測溫等帶電檢測，特別是經歷過本體或有載大修過的設備，在迎峰度夏、迎峰度冬等設備大負荷運行期間，重點對套管連接部位。

對35 kV沒有鐵芯和夾件引出的變壓器進行改造，將鐵芯和夾件引出，以便于檢修運行人員的巡視或試驗。

對于廠家或者外協人員參與的檢修工藝要嚴格把關，建立嚴格的驗收機制，避免類似的狀況發生。