750kV变电站主变色谱异常原因分析

张德平

摘 要：本文结合自身实践经验，针对750kV变电站主变色谱异常原因进行了分析，并提出了相关的解决措施。

关键词：750kV变电站；主变色谱；异常原因；措施

中图分类号：TM855 文献标识码：A

1 引言

2014年某供应商制造的750kV主变（型号ODFPS-700000/750）先后有2台在出厂试验中出现色谱异常现象，产品出现共性问题。

通过对变压器拆解及试验等工作，寻求找到色谱异常的原因。

2 试验回顾

2.1 试验情况

（1）首台变压器：首台产品在制造完成后，先后进行低电压试验、空载损耗和空载电流测量、短时感应电 压 试 验（ACLD）同时测局放试验，雷电冲击、雷电截波冲击试验结果合格。在进行长时感应电压及局部放电试验，当电压升至1.1Um电压时，局放量正常；当电压升至1.5Um，加压3分钟时，中压出现1000pc放电（干扰）信号，现场进行了检查。随后再次加压，在电压升至1.5Um时，试验电源过流保护动作，中压局放量大于1000pc（标准要求小于100pc）。第三次加压升至不到0.2Um时，局放量超过1000pc（中压超过3000pc，低压超过1000pc，高压100-200pc）。变压器油色谱数据中显示出现乙炔值。

（2）第2台变压器：完成出厂试验，试验结果合格。

（3）第3台变压器：完成局放及其他试验均满足要求。考虑局放后变压器油色谱数据异常情况与第1台有相似。

详见第3台变压器油色谱试验报告；

2.2 产品检查

首台产品实施了进箱检查；对器身外观、套管与引线连接、开关连接进行检查，未发现异常。

在进箱检查未发现异常后，对产品进行吊罩检查；经检查：R、S柱铁心引线、器身外观完好，铁心绝缘电阻正常；剥开引线绝缘，对接线头进行检查，均未发现异常。

当检查至调柱器身时，调压引线出现处上端发现少量碳化绝缘纸屑，其他可见部位均未发现问题或异常。

ODFPS-700000/750调柱器身绝缘进行解体检查：

首先，打开上压板及调压线圈外围屏和撑条在调压线圈出头和左侧前6档的纸筒、撑条均有熏黑痕迹；

随后打开调压线圈下端出头左侧第一档角环紧贴线圈发现由下向上第一、二饼间的换位导线匝绝缘及加包绝缘有熏黑、破损痕迹；长约100mm.同心表面有烧灼熔化现象，同位置的下角环上发现有铜渣。

吊起调压线圈检查发现；调压线圈与成型筒间的撑条和纸筒及在线圈出头位置角环、铁轭绝缘均有熏黑痕迹；

将调压线圈下端出头打开检查；发现第一饼（由外向里第1、2根）的上表面与第二饼（由外向里第1、2根）的下表面4根导线匝绝缘烧灼、炸开（如图1、图2所示）；换位导线有烧灼、熔断痕迹（共有8根小导线熔断）（如图3、图4所示）；相邻导线匝绝缘有烧灼和熏黑痕迹。

第3台虽然完成局放及其他试验均满足要求。考虑局放后变压器油色谱异常情况与第1台相似，所以也按照第1台变压器的检查要求执行。

首先对第3台变压器实施了进箱检查；对器身外观、套管与引线连接、开关连接进行检查，未发现异常。

在进箱检查未发现异常后，对产品进行吊罩检查；经检查：R、S柱铁心引线、器身外观完好；铁心绝缘电阻正常；剥开引线绝缘，对接线头进行检查，均未发现异常。

当检查至调柱器身时，调柱线圈外观、纸筒、撑条和上下铁轭绝缘、角环、成型件均无发黑、放电现象；

拆调柱线圈外纸筒、撑条和角环、成型件后检查；调压线圈下端出头处无发黑、放电现象；检查调压线圈上端出头处绝缘发现表面有黑色绝缘碳化物杂质。

对调压线圈上端出头检查后发现；由上向下的第3线饼、由外向里第2、3、4根换位导线同一垫块位置匝绝缘外表面，有炭化、开裂、破损痕迹。

将第3线饼换位导线的局部炭化、破损绝缘剥去后检查，发现第2根和第4根换位导线表面有掉漆痕迹、导线表面不光滑（如图5）；第3根换位导线表面光滑、完好（如图6）；其余9根换位导线匝绝缘表面有熏黑痕迹、无破损（如图7）。

调压上端出头故障部位如图5～图7。

3 原因分析

综合检查结果，供应商再次对调压线圈的端部绝缘进行计算核算；未发现异常。设计图纸中要求调压线圈导线出头处弯折成型后，在弯折前50mm起和弯折后的所有导线外的原匝绝缘剥去、用绝缘皱纹纸重新包扎匝绝缘；按照制造供应商企业技术标准要求，线圈出头处绝缘要包成锥度，绝缘锥度的长度≮7倍的导线单边绝缘厚度且接包位置要平滑过渡。操作者在实际操作中有难度。

3.1 出现问题可能

根据2台750kV变压器解体情况来看，故障部位均出现在调压出头部位，故障出头处弯折前50mm起绝缘锥度的长度，均未达到导线单边绝缘厚度的7倍以上且接包未平滑过渡，造成试验中故障部位电场集中；同时接包部位可能由于弯折不当，导致导线表面不光滑，因而造成故障部位的绝缘强度降低，因此试验过程中，故障部位无法耐受试验电压被击穿。

3.2 分析结果验证

为了验证上述分析的准确性，供应商随后更换调压线圈、励磁线圈；更换调柱器身绝缘件及其他零件；更换解体过程中损坏的引线零件等；上述步骤完成后，对变压器进行恢复，重新进行器身干燥处理、附件安装真空注油、热油循环、静放；最终2台750kV变压器通过出厂试验及油色谱报告合格。

4 类似问题预防

总结此次750kV主变在出厂试验时，出现变压器油色谱异常现象的经验，可以在以下几个方面加强控制。

4.1 设计方面控制

在高电压等级产品中，应尽量采用成熟的设计技术，设计裕度要比常规项目高；尤其在线圈端部第1饼出头位置高度留有裕度。加强端部绝缘，改善电场分布，提高绝缘安全裕度，最大程度的保证变压器的绝缘耐受能力，确保产品安全可靠。

4.2 工艺方面控制

加强对高电压所有所用材料的管理，尤其是绝缘材料的质量控制，重要绝缘材料入厂后全部进行x光检测，同时应将加强对材料供应生产厂家生产过程的监造控制；最大程度降低因材料分散性造成产品问题发生的可能。持续重视培养员工的良好工艺纪律，发挥老企业传帮带的好传统。最大程度的为电力系统多输送合格产品。

结语

变压器产品质量问题是困扰企业发展的实际问题，尤其是在实行企业降本增效的过程中呈上升态势，迫切需要引起警觉和重视。本次高电压等级产品出现色谱异常问题，使我们进一步认识了变压器油色谱试验对变压器分析故障的重要性。

参考文献

[1]《国网物资部关于印发物资质量管理手册（试行版）的通知》物资质监（2013）209号[Z].

[2]交流电力变压器监造作业规范[S].2011.