一起35kV主变压器有载开关油室渗漏的发现及处理

刘韧强

国网安徽省电力公司淮北供电公司 安徽 淮北 235000

0 引言

变压器作为电力系统的重要设备之一，它的健康状况直接关系到电网的安全、稳定和经济运行。由于大型变压器设计、制造、材料质量和运行等诸多方面的原因，设备的恶性故障时有发生，严重影响了电网的安全稳定运行。因此，能及时发现变压器内所潜伏的故障，可防止重大恶性故障的发生，保障电网的安全稳定运行。为确保大型变压器的安全运行，发展了各种不同的监测方法，其中以气相色谱法检测油中溶解气体最为有效。

1 案例经过

国网淮北供电公司某变电站1号35kV主变压器，型号SZ11-20000/35/10.5，2011年6月1日出厂，2011年8月投运。

2013年10月18日，检修试验工区试化验班对该主变运行设备进行带电取样气相色谱分析时发现变压器本体油中溶解气体组分中含有乙炔，且含量已达到3.73uL/L即色谱数据异常。2013年10月22日，检修试验工区试化验对1号35kV主变压器电气试验合格。

2013年11月20日，1号主变停电返厂检修，检查发现有载开关箱体与变压器箱体之间密封圈严重损坏造成有载开关油与变压器本体油渗漏互串，本体油中出现乙炔组分，导致无法进行正常的油气监督，影响设备的安全运行，故障部位查到后随即进行了更换密封圈等相关处理，重新组装主变投运后，色谱跟踪分析正常，故障得以彻底消除。

2 检测分析方法

2013年10月18日，化验人员对1号主变压器运行设备取油样进行气相色谱分析，数据见表1。

通过分析发现1号主变压器变压器本体油中溶解气体中产生乙炔，而且含量已达3.73μL/L。又将投运以来的历年数据进行分析比对，数据见表2。

表1 第1次试验数据 （单位μL/L）

表2 历年试验数据 （单位μL/L）

表3 第2次试验数据 （单位μL/L）

再次取1号主变压器本体油样与有载开关油样进行分析比对，进一步分析判断本体油中乙炔组分是变压器本体内部放电性故障产生还是由于有载开关油室向本体油箱渗漏造成的，数据见表3。

通过对以上色谱数据认真分析后发现，变压器本体油中溶解气体组分甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、总烃、氢气含量并不大，没有超过注意值（35kV变压器注意值总烃为150μL/L、乙炔为5μL/L、氢气为150μL/L），而本体油中突然出现乙炔组分（3.73uL/L），其它相关组分并没有伴随明显增长，此时利用三比值法 （C2H2/C2H4，CH4/H2，C2H4/C2H6）判断 变 压 器 内部故障的性质没有意义，初步判断可能存在有载调压变压器中切换开关油室的油向变压器主油箱渗漏的隐患，于2013年10月22日，对该变压器停电进行绝缘电阻，吸收比，极化指数检测；介质损耗试验，结组及套管直流电阻检测；变比测试。其电气试验检查结果合格。

由于所有电气试验数据合格，变压器内部存在放电性故障致使变压器油产生乙炔组分的可能性不大，进一步推断变压器内部存在有载开关油室的油向变压器主油箱渗漏故障的可能性较大，鉴于现场环境不能满足技术要求，建议返厂进行解体检修，并制定详细可行的检修方案。检修方案的思路是先拆开有载调压变压器的切换开关、吊出开关芯体，抽尽有载开关油室内部的油，主油箱的油暂不抽，查看主油箱的油是否向有载开关油室渗漏，并确定渗漏部位，近一步解体，查清楚渗漏原因，然后进行配件更换、组装、检查、出厂。

2013年11月21日，该主变停电返厂检修，对变压器解体检查。检修过程中当抽取有载开关油室内部的油后，变压器主油箱的油向空的有载开关油室内部明显漏油，呈油流状，渗漏量如中雨大小，锁定故障部位（如图中标出部位），进一步解体故障部位，发现有载开关箱体与变压器箱体之间密封圈严重损坏变形，主要由于组装人员责任心不强，安装时密封圈移位，压紧时密封圈损坏错位，运行一段时间后，由于密封圈在电磁、热量、变压器油的老化作用下，变形严重导致有载开关内部油向本体油互渗。（参见图 1、图 2）。

图1 渗漏致密封圈损坏

表4 跟踪分析数据 （单位μL/L）

图2 渗油呈油流状

针对上述问题进行检修处理、变压器吊罩、器身烘烤干燥，散热片清洗、换新油、箱体干燥，更换钟罩密封圈，整体除锈、喷漆、试验。

3 检修后跟踪情况

该变压器经检修处理出厂重新投运后，油中气体分析结果正常，本体油中溶解气体中无乙炔组分出现，设备运行状况良好。跟踪分析数据见表4。

4 结论

1）大量事实说明利用绝缘油中溶解气体分析，检测充油电气设备内部早期故障，已成为变压器等充油电气设备绝缘监督的一个重要手段。特别是这类检测技术可以在设备不停电时进行，因此可以定期地对运行中的设备的内部状况进行诊断，以便对设备进行状态检修，提高经济效益，确保设备的安全可靠运行。

2）利用绝缘油中溶解气体分析时必须注意，某些非故障原因也会使设备油中存在一定量的故障特征气体，有时这种非故障原因产生的特征气体浓度甚至远远超过标准中的注意值。因此，判断设备内部有无故障时，应特别注意防止这些非故障气体的干扰而造成误判断。

3）在电力变压器中，有载调压操作产生的气体和低能量放电情况相符。开关室中的油受开关切换动作时的电火花的作用，分解产生大量的乙炔（可达总烃的60%以上）和氢（可达氢烃总量的50%以上），有可能使本体油被污染而含有较高的乙炔和氢气。假如某些油或气体在有载调压油箱和主油箱相通，或各自的储油罐之间相通，这些气体可能污染主油箱的油，并导致误判断。主油箱中C2H2/H2＞2，认为是有载调压污染的较为明显的迹象，即使乙炔组分含量不满足上述条件，也有可能存在载调压污染，这种情况可以利用比较主油箱和储油罐的油中溶解气体浓度来分析，并结合电气试验数据进行综合分析判断。

4）DL/T722-2000及GB/T7252-2001推荐的注意值是指导性的，它不是划分设备是否正常的唯一判据，不应当作“标准”死扣。

5）要注重加强主变压器的全过程监督，严把质量关。对设备施行全寿命周期管理，将监督职能延伸至入场监造、出厂试验、基建安装、交接试验、例行试验等各个环节。

6）充分利用带电监测手段，采用多种检测相结合的方式，可以便捷、快速、准确判断设备隐患和故障。

7）由于国网集中招标采购，订单数量巨大，工期紧，部分厂商生产能力不足，厂商急于交付订单产品，导致产品质量有所下降，给公司从事检测专业人员带来了新的要求。

［1］中国质检出版社第二编辑室.电力用油、气标准汇编（第2 版）［M］，北京：中国标准出版社，2011.

［2］操敦奎.变压器油中气体分析诊断与故障检查［M］.北京：中国电力出版社，2005.