電力變壓器故障診斷及檢修

彭韶敏

（中山市凱能集團有限公司電力技術服務分公司，廣東 中山 528455）

1 故障情況

2012年8月17日下午4時37分，某110kV變電站#1主變保護動作，主變兩側斷路器跳閘。該110kV變電站主要為城區供電，供電壓力較大。#1主變自2006年投運以來運行情況一直良好，一年內大部分時間負載率都處于60%以上。歷年來各種電氣預防性試驗以及油色譜分析均按照規定試驗周期安排進行，且試驗結果都正常，在日常檢修過程中也未曾發現異常。本次事故發生后檢查變壓器外觀良好、無異常，壓力釋放閥以及瓦斯繼電器都沒有動作，變電站其他電氣一次設備經檢查也未發現異常。事故前電力系統運行方式為正常運行方式，無倒閘操作，氣候條件良好。

2 變壓器試驗分析

對與#1主變有關的110kV和10kV配電裝置、保護裝置進行了試驗分析，結果如下：

（1）變壓器繞組的絕緣電阻以及電容量經試驗，與前一次例行檢修試驗的結果相比，基本吻合，無較大差異。直流電阻試驗結果符合標準要求。（2）表1為變壓器低電壓阻抗試驗結果。從表1中可以看出，低電壓阻抗有2.15%的不平衡度，超出標準2%。

表1 變壓器低電壓阻抗試驗結果

表2 #1變壓器事故跳閘前后歷次油色譜分析結果單位(μL/L)

2 次低電壓阻抗試驗

次低電壓阻抗試驗并不是在相同檔位條件下進行的，前一次例行檢修試驗是在1檔，但本次事故是在3檔，所以縱向阻抗難以進行比較，但試驗結果是符合規律的。而橫向比較阻抗則發現有2.15%的不平衡度，這說明變壓器三相繞組發生了一定程度的變形。不過根據變壓器運行經驗，這一數據一般不用作對變壓器絕緣損壞情況進行判斷。因此，單純從事故前后兩次變壓器繞組阻抗試驗結果分析，并沒有發現較為明顯的異常，難以對故障做出判斷。但變壓器有功功率測試數據卻有很大的異常，U相的有功功率近乎于V相和W相的兩倍。正常運行條件下，不可能出現如此大的損耗偏差。考慮到這個損耗主要是由試驗電流在變壓器繞組中所產生的有功損耗，如果排除掉接頭以及引線的影響，那么極有可能出現的故障情況就是繞組的匝間短路故障，所以初步判斷為U相繞組匝間短路故障。

3 油色譜分析

在晚上7時，對變壓器油采樣，并進行了油色譜分析，結果顯示分解氣中可燃性氣體含量上升，有微量C2H2，為8.0μL/L。表2為#1主變事故跳閘前后歷次油色譜分析結果。從表中可以看出事故發生前后，變壓器油的色譜分析數據出現了較大的變化，而事故兩天后，即8月19日再次取樣分析結果出現了躍變，變壓器油的色譜發生了顯著的變化。如果是由于變壓器分接開關油室漏油所造成的變壓器油色譜異常，其變化趨勢是比較緩慢的，只要對色譜進行跟蹤分析就能掌握分接開關漏油的變化規律。而如果是由于變壓器內部缺陷，例如過熱或者放電等所造成的故障，將會產生大量故障氣體。一般情況下故障發生后就會立即切斷變壓器冷卻通風系統的電源，故障氣體將會自由擴散，其擴散速度較為緩慢，短時間內不一定能擴散至采樣口。因此，事故發生后立即采樣進行油色譜分析未必能全面反映故障性質，需經過一定時間以后采取分析才能充分反映故障情況。而本次事故的油色譜分析結果表明，故障原因基本可以排除是由于分接開關油室滲漏所引起的。

4 故障診斷與檢修

4.1 故障診斷

（1）在低電壓條件下，U相的有功功率損耗近乎是V相和W相的兩倍，損耗增大說明U相繞組的電阻異常，U相繞組出現匝間短路故障的可能性極大。

（2）油色譜分析發現事故發生前后有較大變化，而事故兩天后再次采樣的分析數據變化更為顯著，所以可以判斷變壓器內部發生故障的可能性極大。

4.2 解體檢修

隨后對#1主變進行解體檢修，吊罩后發現U相的高壓側繞組下部調壓區域上方上部4餅位置，有2餅繞組已經燒損，且有明顯的局部變形。從繞組被燒損的情況，可以判定故障原因為繞組匝間的絕緣遭受破壞，導致匝間短路，進而燒損繞組，發生本次跳閘事故。

結語

在電力變壓器出現故障進行故障診斷的過程中，不能片面理解試驗結果和標準規范，要全面掌握設備的性能、標準規范以及相關試驗技術，結合電氣試驗、油質分析以及設備的損壞程度等多方面因素，進行綜合的分析，最后對變壓器故障做出準確的判斷。此外，油色譜分析是一種十分有效的電力設備絕緣試驗項目，能夠有效提高充油電力設備故障診斷的準確性，對于電力系統的安全穩定運行可以起到很好的監督作用。

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