750kV主变压器油中乙炔超标原因分析及处理研究

闫飞 马腾

摘 要：变压器是构成电力系统的一种主要设备，其运行状态直接影响着电力系统的效率。乙炔超标是变压器运行中的常见问题之一，其会干扰变压器的运行过程，甚至成为引起电力事故的导火线。文章以某变电站750kV主变压器油内乙炔超标为论点，通过系统检查分析以上问题的成因，并探究相应的处理方法，以供同行参考。

关键词：750kV;主变压器油;乙炔超标;原因分析;处理方法

中图分类号：TM41文献标识码：A文章编号：1674-1064（2021）06-037-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.06.018

变压器安全运行是电力系统可靠营运的重要基础，笔者经常采用变压器油色谱数据内乙炔含量去考察判断设备是否处于安全状态。750kV主变压器内溶解了很多气体，低场强是变压器正常运作的基础条件之一，但如果在高场强中工作，则会使部分气体以气泡形式从油内分离出来，气泡逐渐拉长，增加变压器主绝缘被击穿的风险，使变压器出现故障[1]。导致750kV主变压器内乙炔含量超标的原因较多，需结合现状状况进行细致分析，编制相应的处理方案，进而降低变压器故障发生率，使其运行效果得到更多保障，延长使用寿命。

1 问题提出

某750kV主变压器（型号：ODFPS-700000）2012年10月中旬正式投用，2013年3月12日，变压器油在线检测系统作出一级报警信号，绝缘油内有乙炔形成。2013年3月20日断电进行现场内部检查。检验结果表明，铁芯主极油道、临近套管侧铁芯油道及低压侧铁芯油道绝缘电阻和设备出厂试验要求之间存在一定出入。鉴于以上情况，需要指派技术人员在设备现场进一步检测确认，因而和备用相进行调换。落实以上处理后，主变压器在4月5日再次投用，迄今为止，运行过程未见异常。

本电压器的额定容量、电压分别是700/700/233MVA、765/ 3/（345±2×2.5%）/ 3/63;V高、中低压端子的绝缘水平依次是1550/1950/900kV、950/1175/515kV、350/360kV[2]。

2 离线油色谱分析

2013年3月20日切断电源，在现场中对变压器进行检查，统计最后一次离线油色谱分析结果，乙炔含量达到12.02μL/L。

统计并分析离线色谱分析结果;3月13日时，主变压器乙炔含量2.76μL/L，增速不大，增长过程相对迟缓，每日对色谱数据进行2次追踪监测。3月19日时，检测发现乙炔含量突然增长到12.26μL/L，经集体谈论分析后决定对主变压器进行停电检测，试验结果统计如表1所示[3]。

3 检查处理过程

主变压器运行阶段发出乙炔含量超标的报警信号后，使用单位快速组织与委派专业技术人员对其进行抢修，并联系相应的设备厂家前往现场进行辅助分析。2013年3月19日晚间，判断分析了可能造成变压器内乙炔含量超标的原因，采用变压器冷却器的运行切换能够确认潜油泵没有出现过热现象。并且在检查中发现，变压器铁芯接地电流准确无误，接地设备没有出现破损情况，未见铁芯两点接地问题。在变压器红外成像仪协助下进行检测，发现其没有出现明显的过热点。历经以上一系列判断后，可以认定故障点位出现在主变压器内部，故而需要对其内部进行检测检查。

4 现场内检

依照设备出厂内检项目检查主变压器，检查铁芯垫脚与上梁位置的锁片、箱壁磁屏蔽、引线连接、铁芯拉带位置的屏蔽罩、轭屏及地屏接地、其他内部所有金属紧固件等是否出现松动现象，开启引线连接螺栓，检查其是否存在放电痕迹;检查器身压钉与压钉碗状态后，对压钉与备帽逐一进行紧固处理等[4]。规范化开展以上现场内检工作后，发现变压器内部没有出现显著的放电点。采用2 500V电压对铁芯油道绝缘电阻进行检测测试，统计发现，主极油道、高压侧油道、低压侧油道绝缘电阻分别是0～2 500MΩ、0～20MΩ、0～10MΩ，試验检查内部发现其形成明显的放电声，试验所得结果不符合设备出厂试验相关要求（出厂要求：浸油后油道间隙绝缘电阻应是2 500V，在50MΩ;现场是2 500V，受限于0～20MΩ区间）。据此初步认定，变压器铁芯油道绝缘不良是造成绝缘油乙炔超标的主要原因之一，应尽早返厂修复处理吊罩。

5 返厂解体检测

在将主变压器运输到生产厂家以后，解体铁芯油道并对其进行细致检查，探查到Y柱临近铁轭位置出现了显著的放电痕迹[5]。设计铁芯油道绝缘的方法欠缺合理性，进而造成铁芯油道绝缘电阻和设备安全生产相关标准之间形成较大差距，这是造成现场检测发现内部乙炔含量超标的主要原因。

检查变压器吊罩时，发现主变电器自体内各位置均没有出现显著的放电痕迹，但是有载分接开关切换油室存在几处和变压器本体相连通：一是油室底部与快速机构相连接的主轴位置发生严重的渗漏情况;二是在绝缘筒壁上，用于稳固安装法兰的6个螺栓连接位置发生渗漏情况;三是切换油室底部6条引线密封位置渗油。

6 返厂改进方法

返厂检查维修过程中，对变压器高、低压侧及主级油道绝缘形式采用如下的改进措施：调换初有的铁芯油道绝缘材料，利用绝缘撑条。解除变压器投用阶段因铁芯油道绝缘不良导致乙炔含量超标的各种隐患因素。

对于吊罩上存在的几处渗漏问题，采用调换新的密封胶垫等方法，解除了渗漏油液的问题，并配合使用真空滤油机过滤变压器油，消除了变压器油内的C2H2气体。

7 结语

综合研究、分析与检查情况，发现750kV主变压器内出现乙炔气体并不是一定是设备自体出现了过热与放电故障，可能是油室内绝缘油向本体中渗漏造成以上超标，当然铁芯油道绝缘设计不合理也是主因之一。为减少或规避以上情况，笔者作出如下几点提议：

变压器设备出厂监管检测时，应严控质量关，加强对设备原料、设计、生产及安全工艺的检查力度，以防部分设备“带病”出厂。

设备运行阶段应加大监视检查力度，严格依照既有检测周期提取绝缘油试样开展离线分析工作，尽可能全面地掌握油色谱各项指标的改变情况，确保异常现象发现与处理的时效性，为主变压器安全、稳定、持久运行保驾护航。

参考文献

[1] 宋海龙，雷战斐.换流变压器非故障时乙炔超标原因分析及改进[J].宁夏电力，2019，78（1）：51-56.

[2] 耿秉军，张永胜，赵大虎，等.变电站整流变压器乙炔超标原因分析与处理[J].内蒙古电力技术，2018，36（2）：72-74.

[3] 周秀，周利军，马飞越，等.联合检测技术在换流变压器乙炔异常中的应用[J].宁夏电力，2017，78（4）：38-45.

[4] 吕孝隆，廖兴辉.轧机整流变压器噪声异常及乙炔超标的故障分析与处理[J].电工技术，2017（6）：91，94.

[5] 张远博，应勇，周志强，等.一起有载分接开关故障引起乙炔超标的案例分析[J].广东电力，2016，29（6）：121-123，128.