电力变压器故障诊断及检修

彭韶敏

（中山市凯能集团有限公司电力技术服务分公司，广东 中山 528455）

1 故障情况

2012年8月17日下午4时37分，某110kV变电站#1主变保护动作，主变两侧断路器跳闸。该110kV变电站主要为城区供电，供电压力较大。#1主变自2006年投运以来运行情况一直良好，一年内大部分时间负载率都处于60%以上。历年来各种电气预防性试验以及油色谱分析均按照规定试验周期安排进行，且试验结果都正常，在日常检修过程中也未曾发现异常。本次事故发生后检查变压器外观良好、无异常，压力释放阀以及瓦斯继电器都没有动作，变电站其他电气一次设备经检查也未发现异常。事故前电力系统运行方式为正常运行方式，无倒闸操作，气候条件良好。

2 变压器试验分析

对与#1主变有关的110kV和10kV配电装置、保护装置进行了试验分析，结果如下：

（1）变压器绕组的绝缘电阻以及电容量经试验，与前一次例行检修试验的结果相比，基本吻合，无较大差异。直流电阻试验结果符合标准要求。（2）表1为变压器低电压阻抗试验结果。从表1中可以看出，低电压阻抗有2.15%的不平衡度，超出标准2%。

表1 变压器低电压阻抗试验结果

表2 #1变压器事故跳闸前后历次油色谱分析结果单位(μL/L)

2 次低电压阻抗试验

次低电压阻抗试验并不是在相同档位条件下进行的，前一次例行检修试验是在1档，但本次事故是在3档，所以纵向阻抗难以进行比较，但试验结果是符合规律的。而横向比较阻抗则发现有2.15%的不平衡度，这说明变压器三相绕组发生了一定程度的变形。不过根据变压器运行经验，这一数据一般不用作对变压器绝缘损坏情况进行判断。因此，单纯从事故前后两次变压器绕组阻抗试验结果分析，并没有发现较为明显的异常，难以对故障做出判断。但变压器有功功率测试数据却有很大的异常，U相的有功功率近乎于V相和W相的两倍。正常运行条件下，不可能出现如此大的损耗偏差。考虑到这个损耗主要是由试验电流在变压器绕组中所产生的有功损耗，如果排除掉接头以及引线的影响，那么极有可能出现的故障情况就是绕组的匝间短路故障，所以初步判断为U相绕组匝间短路故障。

3 油色谱分析

在晚上7时，对变压器油采样，并进行了油色谱分析，结果显示分解气中可燃性气体含量上升，有微量C2H2，为8.0μL/L。表2为#1主变事故跳闸前后历次油色谱分析结果。从表中可以看出事故发生前后，变压器油的色谱分析数据出现了较大的变化，而事故两天后，即8月19日再次取样分析结果出现了跃变，变压器油的色谱发生了显著的变化。如果是由于变压器分接开关油室漏油所造成的变压器油色谱异常，其变化趋势是比较缓慢的，只要对色谱进行跟踪分析就能掌握分接开关漏油的变化规律。而如果是由于变压器内部缺陷，例如过热或者放电等所造成的故障，将会产生大量故障气体。一般情况下故障发生后就会立即切断变压器冷却通风系统的电源，故障气体将会自由扩散，其扩散速度较为缓慢，短时间内不一定能扩散至采样口。因此，事故发生后立即采样进行油色谱分析未必能全面反映故障性质，需经过一定时间以后采取分析才能充分反映故障情况。而本次事故的油色谱分析结果表明，故障原因基本可以排除是由于分接开关油室渗漏所引起的。

4 故障诊断与检修

4.1 故障诊断

（1）在低电压条件下，U相的有功功率损耗近乎是V相和W相的两倍，损耗增大说明U相绕组的电阻异常，U相绕组出现匝间短路故障的可能性极大。

（2）油色谱分析发现事故发生前后有较大变化，而事故两天后再次采样的分析数据变化更为显著，所以可以判断变压器内部发生故障的可能性极大。

4.2 解体检修

随后对#1主变进行解体检修，吊罩后发现U相的高压侧绕组下部调压区域上方上部4饼位置，有2饼绕组已经烧损，且有明显的局部变形。从绕组被烧损的情况，可以判定故障原因为绕组匝间的绝缘遭受破坏，导致匝间短路，进而烧损绕组，发生本次跳闸事故。

结语

在电力变压器出现故障进行故障诊断的过程中，不能片面理解试验结果和标准规范，要全面掌握设备的性能、标准规范以及相关试验技术，结合电气试验、油质分析以及设备的损坏程度等多方面因素，进行综合的分析，最后对变压器故障做出准确的判断。此外，油色谱分析是一种十分有效的电力设备绝缘试验项目，能够有效提高充油电力设备故障诊断的准确性，对于电力系统的安全稳定运行可以起到很好的监督作用。

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