变压器油色谱分析技术在预防主变潜伏性故障中的应用

高世德

国网山西晋中供电公司　山西晋中　030600



变压器油色谱分析技术在预防主变潜伏性故障中的应用

高世德

国网山西晋中供电公司山西晋中030600

记录了一台220kV主变低能量过热故障的处理过程，从缺陷发现、分析试验、跟踪监督及最终应对措施等多方面进行详细分析，提出了在主变色谱分析过程中可通过试验数据的纵横比较判断主变是否存在异常，特别是可通过改变运行方式来确定主变潜伏性故障的部位及性质，从而预防主变潜伏性故障。

变压器； 故障； 运行方式； 色谱分析

正常情况下，变压器内部的变压器油及有机绝缘材料在热和电的作用下，会逐渐老化和分解产生少量的低分子烃类、一氧化碳及二氧化碳气体，这些气体大部分溶解在油中，当变压器存在潜伏性故障时就会加快产生。变压器色谱分析就是分析油中溶解气体的试验，通过分析油中气体含量的变化尽早发现变压器存在的潜伏性故障。

1　主变是否异常的判断[1-3]

某变电站220kV主变于1991年投运，型号为SFPS7—120000/220，油质量30t。2006年笔者对该主变进行色谱试验后，对该主变4a来的试验数据进行了纵向比较，发现油中总烃含量缓慢增长，详细数据见表1。

2　主变故障分析

2.1查阅资料分析

在历年电气试验中，未发现异常。2002年3月，该主变进行了标准化大修，大修过程中未发现异常情况。

表1　主变2002年6月～2006年12月色谱试验数据　μL/L

表2　同期同厂家同类主变色谱试验数据　μL/L

该主变从投运至2003年期间，负荷仅为2万kW～4万kW。从2003年起，负荷突增到6万kW～8万kW，负荷突增是需要考虑的因素。

2.2电气诊断性试验[5]

2006年12月13日，对该主变进行了诊断性试验，项目包括直流电阻值、绝缘电阻值、泄漏电流、铁芯绝缘、有载开关、变比和空载试验。对照山西省电力公司2006年发布的《电力设备交接和预防性试验规程(试行)》，各项试验结果全部合格，可排除分接开关接触不良、引线夹件螺栓松动等缺陷。

2.3变压器油中溶解气体三比值判断[6-7]

根据GB/T 7252—2001第10节，运用三比值法进行故障类型判断，三比值编码为0、2、1，判断故障类型为过热，比值表见表3。

表3　三比值比值表

2.4缺陷性质分析

产气速率为2.326mL/d，比较缓慢，可以断定该主变为低能量故障，尚未达到危急程度。结合特征气体法、三比值法可以判定，故障类型为低能量过热故障，是典型的潜伏性故障。

3　形成原因初步分析[8-9]

分析变压器结构，可以判定变压器的可能故障原因： ① 涡流引起局部过热；② 铁芯漏磁，局部短路；③ 层间绝缘不良；④ 引线焊接不良。从理论上分析，该主变的故障原因一般不超出上述所列范围。

4　缺陷部位确定

改变主变运行方式，通过对其进行色谱试验跟踪来确定缺陷部位。

首先进行了110kV侧空载情况下的色谱试验，试验数据见表4。可见总烃含量基本保持恒定，可以得出结论： 110kV侧空载情况下数据增长不明显。

表4　110kV侧空载情况下色谱试验数据　μL/L

然后进行了35kV侧空载情况下的色谱试验，试验数据见表5。观察表5数据，得出35kV侧空载时总烃含量增长明显的结论。

表5　35kV侧空载情况下色谱试验数据　μL/L

通过对主变110kV侧空载、35kV侧空载两种情况进行跟踪试验，可以看出，110kV侧空载时色谱数据基本稳定，35kV侧空载时总烃含量增长明显，判定故障部位在110kV侧。

5　大修查找缺陷[10-11]

2007年6月21日对该主变进行了大修，重点检查了110kV部分。由于现场条件有限，只能对裸露部分进行检查，未发现任何缺陷点，于是对该主变进行滤油处理后投入运行。

6　调整运行方式，控制主变潜伏性故障发生

判定了故障部位在110kV侧，但由于未能确定主变故障点，决定采取110kV侧轻载运行的方式，控制主变潜伏性故障发生。

根据系统需要，110kV侧需承受5万kW负荷，于是在此负荷情况下对该主变进行跟踪试验。由表6可见，色谱试验数据基本保持稳定，因此决定对该主变采取轻载运行的方式，110kV侧负荷不超过5万kW。

表6　110kV侧5万kW负荷下色谱试验数据　μL/L

7　结论

从2007年7月起，该主变采取了轻载运行的方式，总烃含量保持了稳定，且已安全运行了近8a。虽然未能确认该主变的故障部位，也未能对该故障最终定性，但通过调整运行方式，使该主变连续5a的色谱数据保持了稳定，见表7。由此可见，该主变运行状况良好，而这正是运检工作所追求的目标。

通过对本台变压器的分析处理，积累了变压器缺陷分析判断及缺陷处置的经验，特别是运用色谱分析监督手段防止主变潜伏性故障的发作，为类似案例的缺陷判断处置提供了借鉴。在色谱分析工作中应注重数据的纵向、横向比对，不拘泥于规程所列注意值的判断标准。

表7　近年该主变色谱试验数据一览表　μL/L

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[5] 河南省电力公司.电气试验[M].北京： 中国电力出版社，2012.

[6] 输变电设备状态检修试验规程： Q/GDW 1168—2013[S].

[7] 山西省电力公司.电力设备交接和预防性试验规程(试行)[S].

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[9] 张伟航.220kV主变压器运行中出现的问题及对策[J].上海电气技术，2011，4(2)： 52-55.

[10] 侯杰，郑加能.500kV主变压器箱沿过热影响分析及缺陷处理[J].上海电气技术，2014，7(1)：5-8.

[11] 河南省电力公司.变压器检修[M].北京： 中国电力出版社，2012.

By recording the treating process of low energy overheating fault in a 220kV main transformer, a detailed analysis was conducted in the aspects of defect discovery, analysis test, monitoring & tracking and final countermeasures, and the results found that during chromatographic analysis of the main transformer, you could determine whether there was abnormity in the main transformer via cross comparison of the test data. In particular you could determine the location and nature of the hidden faults in main transformer by changing the operating mode, thereby the hidden faults in the main transformer could be avoided.

Transformer; Fault; Operation Mode; Chromatographic Analysis

2016年2月

高世德(1975—)，男，学士，高级工程师，主要从事电气试验工作,

E-mail： gaogaosd@163.com

TM403.9

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1674-540X(2016)02-064-04