110kV变压器总烃超标原因分析

2014-09-22胡发明顾凌春张雄清

电气技术 2014年1期

林毅胡发明顾凌春张雄清

（舟山供电公司，浙江舟山 316000）

某变电所110kV 1#主变，型号为SFSZ9-50000/110，出厂日期为2004年1年1日，投运日期2004年4月28日，接线组别为YNyn0d11，容量比：50000/50000/25000kVA。

2012年3月23日，在对110kV #1主变例行油色谱取样分析时发现油色谱各组分含量均异常增长，总烃由9.79μL/L 增加到56.92μL/L 。2012年7月17日，总烃离线数据增加到143.47μL/L，接近注意值（150μL/L）。发现色谱异常后，为保证变压器安全运行，自2012年7月－2013年1月对1#主变每周进行一次的主变油色谱跟踪，总烃离线数据基本稳定在150μL/L。为了确定1#主变内部是否存在严重缺陷，在2013年3月3日起至3月15日，对1#主变各侧实施带大负荷试验。

1 大负荷试验

大负荷试验前，该变电年两台主变正常运行方式为 1#、2#主变分列运行。2012年夏季高峰 1#主变110kV侧最大值负荷45MW，35kV侧最大值负荷30MW，10kV侧最大值负荷18MW。今年3月3日起至3月15日对1#主变各侧带大负荷试验，负荷数据如表1所示，油化数据由表2所示。

2 故障类型分析

三比值法是IEC推荐的一种方法，该方法是通过计算 C2H2／C2H4、CH4／H2、C2H4／C2H6三种比值，根据已知的编码规则和分类方法，通过查表来确定故障性质。根据2013年3月18日数据，按照《DL/T722-2000 变压器油中溶解气体分析和判断导则》中故障类型判断方法，可以得出比值编码范围为（0,2,2）[1]，故障类型属于700℃以上的高温过热故障。

根据日本月冈及大江等人的研究结果[2]，提出纯油分解时三比值与温度的关系，根据2013年3月18日数据可以大致计算出故障部位的温度T，即

表1 1#主变负荷试验数据

表2 1#主变大负荷试验油色谱数据

由上式可以得到故障点的温度大致在 742℃。综上所述1#主变内部存在高温过热故障。

3 故障定位

1）1#主变自2004年4月投运到2012年3月，油色谱数据一直正常，可以排除磁通集中引起铁心的局部过热。

2）1#主变铁心和夹件的接地电流均小于 5mA,因此也可以排除铁心多点接地造成的变压器内部过热。

3）每年的定期和迎峰度夏前的测温都没有发现变压器外壳温度异常，因此可以排除铁心和外壳产生涡流引起变压器内部过热。

4）由表2我们可以看出，油中溶解气体中含有少量的C2H2，说明变压器内部除了过热还有放电，因此基本可以排除铁心局部短路故障。如果是铁心局部短路，油中溶解气体一般不会出现C2H2。

5）从表1和表2数据我们可以看出，总烃含量与负荷有明显的关联，3月11日和3月14日高压侧和中压侧大负荷试验后总烃含量明显变大，C2H2也有所增加,可以判断故障和电流大小有关，是电流致热故障。由表1可知低压侧负荷与平时保持一致，因此总烃增加不可能是由于低压侧故障引起的，排除低压侧出现故障。铁心局部短路故障与电压高低有关，而与电流无法，试验数据表明该故障不可能是铁心局部短路故障。

6）在停电的情况下做诊断性试验，铁心夹件绝缘良好，绕组的介损、电容量和变比试验数据正常，高、低压侧的直流电阻三相平衡符合要求，而中压侧在运行档位5档测得的直流电阻数据异常，对无载励磁开关进行调档操作后断续测量，数据如表3所示，发现无载励磁开关调档操作前A相直流电阻明显大于其他相。

表3 中压侧直流电阻测试数据

国家电网输变电设备状态检修规程规定相间互差不大于 2%（警示值）[3]。1#主变中压侧无载励磁开关调档操作前运行档位第 5档相间误差达到9.9%，严重超出标准，因此可以判断中压侧回路存在接触不良故障。无载励磁开关调档操作后运行档位第5档相间误差1.36%，数据符合规定要求，这主要是由于操作后无载励磁开关触头接触表面的氧化膜、碳化膜和油垢被清除，接触电阻下降。综上所述，我们可以确定故障位置在无载励磁开关静触头上。

4 故障处理及原因分析

4.1 故障处理

2013年5月29日，在停电的情况下，检修人员从人孔进入变压器，对变压器故障进行排除。检修人员发现无载励磁开关 A相静触头因发热变成黑色，且表面有放电痕迹，如图1所示。从图中我们可以知道变压器故障类型和故障部位和之前分析的一致。我们采取更换无载励磁开关 A相静触头的处理方法，更换后中压侧的直流电阻数据表4所示，由表4可知中压侧直流电阻符合电力设备预防性试验规程要求。将 1#主变真空滤油、变压器本体热油循环后，并进行相应的修后试验，各项数据合格，并重新投入运行。投运后，色谱跟踪情况如表5所示，由表5可知油色谱数据稳定且符合要求，故障排除。

图1 无载励磁开关A相静触头

表4 检修后中压侧直流电阻测试数据

表5 1#主变投运后油色谱数据

4.2 原因分析

无载励磁开关A相静触头过热可能是由以下两个原因引起：第一点是运行中的变压器无载分接开关长期浸在高温的油中，且长期处于高负荷状态下运行，油的老化可能引起分接开关触头出现氧化膜、碳化膜和油垢，造成接触电阻变大，接触电阻变大又使触头发热，如此反复最终导致变压器内部过热故障；第二点是由于无载分接开关A相触头本身接触不良，在变压器振动和电动力作用下，导致触头松动，引起变压器内部过热和放电故障。