一起35 kV主变油色谱数据异常分析及处理

张志恒

(国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司，江苏 连云港 222000)

0 引言

充油电气设备内部的绝缘油和绝缘纸板等材料，在高温和电弧的作用下，会不断老化和分解，产生氢气、各种烃类气体及一氧化碳、二氧化碳等。但是电气设备并不存在真正故障，而是由于其他情况，在绝缘油中也会出现上述特征气体，以上两种真假特征气体需检测人员在实践中加以判别。

这些假特征气体的来源来自多个方面：绝缘油散热系统中潜油泵的故障可能产生类似的特征气体而进入到变压器油箱中；某些变压器的油浸式有载调压开关，其油室中受到污染的油渗漏到变压器本体油箱；设备曾发生过故障，而故障消除后未能将绝缘油真空滤除干净，残留在油中或固体绝缘中的剩余气体会不断释放出来；对电气设备外壳油箱进行带油焊接产生的特征气体等。这些气体的产生与设备内部故障无关，但当利用油色谱分析设备内部状况时，应利用多种手段和综合各种情况分析，避免被假特征气体所误导。

本文介绍了一起有载分接开关油室向本体油箱渗漏油，导致主变压器本体油中乙炔含量增大的缺陷，此事故的特征气体增高由非故障原因所引起。

1 主变信息

故障变压器为吴江市变压器厂2011年9月生产的35 kV主变压器，型号为SZ11-25 000/35，联接组标号: YNd11，阻抗电压(%)：7.75, 负载损耗(kW) ：108.72，空载电流(%): 0.17，空载损耗(kW) :17.59，变压器油为新疆克拉玛依25号油，油重 (t) :7.35。

有载分接开关厂家为上海华明电力设备制造有限公司，2011年9月生产，型号是CMⅣ600Y/35A-10090。

2 故障原因分析

2.1 故障过程

35 kV 2号主变于2011年12月投运，之后运行状况一直良好，在2019年3月例行油色谱分析中，发现该变压器乙炔超标(达到14.1 μL/L)，而氢气和总烃含量未超标。

该变电站运行方式是单台主变，转移负荷较为困难，且未到停电检修周期，无法停电进行深度检修，考虑到此次乙炔超标是首次出现，综合效益、安全、技术等因素，决定2号变压器可以继续运行，并进行跟踪监测。接下来几次的油样分析数据见表1所示，而一直所进行的多种手段带电检测，如局部放电检测、红外热成像分析和铁芯接地电流检测等，所测数据并未发现异常。

表1 油中特征气体数据 (μL/L)

2.2 油色谱分析

从表1的故障气体数据看，变压器内部似乎存在放电性质故障(三比值法的编码组合为222，属低能放电)，但在2019年3月至2019年8月的5个月时间内，仅是C2H2数值较高，除此之外的其他烃类气体组分增长不明显，这是一个较为异常的情况。

由于变压器有载分接开关切换时在油中所产生的烃类气体和低能放电类似，而正常运行时本体油中含有较高的H2，因此常用比值C2H2/H2来判别有载分接开关油室是否发生渗漏。从图1、2可以看出C2H2/H2比值较高，并有增长的趋势，因此有载分接开关绝缘油渗漏可能是此次油色谱分析数据异常的原因。

2.3 电气试验分析

在主变停电后，电气试验人员进行了故障主变的停电电气试验，数据见表2-3所示。可以看出，本台主变的直阻不平衡率未超标，说明绕组本身未出现匝间短路或引线接触不良情况；高低压侧的介损和电容量数据也在注意值范围内，表示变压器的主绝缘状况良好；铁芯、夹件的绝缘电阻值证明变压器的铁芯不存在多点接地缺陷。所有电气试验数据可以表明，在变压器本体上并未发现此次事故的原因，还需在其他附件上继续查找事故原因。

表2 直流电阻 (mΩ)

表3 绝缘电阻及介损测试

3 有载分接开关吊芯检查

3.1 加压检查

在吊芯检查之前，对此变压器进行了有载开关是否渗漏的现场加压检查，使用干燥的氮气(N2)在有载开关储油柜上部施加0.02 MPa的静压力，在关闭气源后保持一小时，现场发现压力下降到了0.01 MPa。

此外，通过对变压器外观检查，发现原本变压器本体储油柜油位高于有载开关储油柜，但此时两个储油柜的油位已在同一位置。综合油色谱分析、电气试验和现场加压检查情况，初步判断此次乙炔超标事故是由有载开关油室与本体主油箱互通所造成。

3.2 吊芯检查

在有载分接开关进行吊芯后，发现有载分接开关内绝缘油已经变成黑色，这是由于分接开关长期多次的切换，所产生电弧将绝缘油严重分解所致；随后，对有载分接开关外观进行了仔细检查，未发现异常。然后对有载分接开关储油桶底座储油口、内壁及触头、各密封部位进行了检查。

检修人员抽空油室内绝缘油，并清洁桶底及内壁，在桶内无残油后静置观察，发现有载分接开关桶壁上端与变压器本体油箱连接处有渗油现象，如图3所示。为了彻底查清漏点，工作人员对有载开关桶壁上端渗油清理后，对整个油室反复观察，最终确认变压器本体绝缘油是通过油箱与有载开关桶壁上端连接处渗漏到有载分接开关中。

针对这一缺陷，在变压器本体油箱中绝缘油全部抽出后，将有载开关油桶进行拆解检修，发现有载分接开关油桶上端与本体油箱连接处的密封圈已经断裂，如图4所示。正是此处密封圈的断裂，在变压器调压瞬间随着有载开关油的压力略大于变压器本体中油的压力，导致有载分接开关室内含有大量C2H2等气体的绝缘油渗透到变压器本体中，造成此次油色谱数据超标事件。

4 处理措施

在查明事故原因后，对有载分接开关断裂的密封圈进行了更换，对有载分接开关进行轻擦、清洗，并对变压器本体绝缘油进行了抽真空滤油处理。在有载分接开关恢复安装完成后，进行了变压器有载分接开关动作特性(图5)、绕组直流电阻等电气试验，全部正常、合格。在变压器投运后，按照大修后取油样周期进行了油色谱跟踪监测，色谱数据正常(C2H2含量为0.04 μL/L)。

5 结论

本文变压器本体油箱中乙炔气体含量剧增，并非变压器自身存在故障，而是有载分接开关油室向本体油箱渗漏所造成，属于典型的非故障原因引起的特征气体增高。因此，当检测人员发现某气体数据异常时，首先要排除现场采样和仪器处理过程中是否存在问题；其次要排除由非故障因素而产生的表面数据异常，避免发生数据误判，给电力公司造成人力物力损失。总之，油务人员需要有丰富的设备运行管理经验，提供经得起时间检验的结论并提出合理的处理建议。