一起變壓器內部過熱故障的分析和處理

梁流銘，馬麗軍，王 敏，林偉耀

（寧波電業局，浙江 寧波 315000）

變壓器油色譜分析可以發現變壓器的內部故障缺陷，在發現油色譜數據異常后，應對變壓器油進行跟蹤監測，以消除故障隱患。

1 發現變壓器油中氣體異常

某110 kV變壓器型號為SSZ9-50000/110，2005年12月8日投入運行。

2010年9月6日，發現總烴量和H2含量較上次試驗增加很多，于是增加油色譜試驗頻次。2010年12月10日試驗中發現 H2含量 218.78 μL/L，總烴含量253.9 μL/L，已超過GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》中規定的注意值。2010年數次油色譜跟蹤分析數據如表 1所示[1]。

2 油色譜分析

如有載調壓油箱與主油箱間未能完全隔離或密封件損壞，則前者的某些油、氣可能污染后者并導致誤判斷。C2H2/H2＞2時，一般認為有載調壓有污染的跡象，從表1可計算出C2H2/H2=0.02?2，故有載調壓分接開關室的油、氣向變壓器本體滲漏可能性不存在。

以12月28日試驗數據為例，總烴含量很高，但C2H2不是總烴的主要成分，總烴中主要氣體是CH4和 C2H4， 其次是 H2和 C2H4， 并且 CH4和 C2H4的含量占總烴比例為86.8%，大于80%，根據特征氣體判斷法初步判定為過熱性故障[2]。

表1 油中溶解氣體數據 μL/L

為了進一步確定故障的性質，運用三比值法進行分析，以12月28日油中溶解氣體含量為三比值分析對象，計算得C2H2/C2H4=0.005，CH4/H2=1.23，C2H4/C2H6=4.97，根據三比值法編碼規則，編碼組合是022，所對應的故障類型為高溫過熱，這也印證了特征氣體判斷法的故障類型[3]。

由于變壓器運行的時間比較長，加上空氣中CO2對試驗結果的影響，油中溶解氣體中含有一定量的CO和CO2是正常的。并且從表1可以看出，CO和CO2有微弱的增長趨勢，但是增長的幅度較小。以12月28日計算得CO2/CO=2.97＜3，因此，故障可能涉及到固體絕緣。

綜上所述，通過對油中溶解氣體的特征氣體法和三比值法分析，初步判定變壓器內部存在過熱性故障，并且此故障可能涉及到固體絕緣。為了進一步確認故障類型和故障的大體部位，有必要對變壓器進行電氣試驗。

3 電氣試驗

2010年12月29日做了變壓器大修前全套電氣試驗，項目有直流電阻、繞組頻率響應、短路阻抗、繞組及鐵芯絕緣電阻及吸收比、介質損耗tanδ等。除變壓器高壓側直流電阻有異常外，其余試驗結果均正常。高壓側直流電阻數值如表2所示。

表2 高壓側直流電阻試驗值

從表2可以看出，第1檔到第5檔和第14檔到第17檔的三相平均誤差明顯偏大，遠遠大于誤差標準值2%，第6檔到第13檔的數據在合格的范圍內。根據不同檔位繞組分接頭的對稱性，基本可以判定故障在繞組的第5抽頭處。同時從表2可以看出，A，B兩相繞組直阻數據正常，C相繞組直阻數據明顯偏大，其中三相平均誤差偏大正是C相繞組偏大導致的。因此，可以進一步判斷此故障可能是C相繞組第5抽頭接觸不良所致。

結合電氣試驗和油中溶解氣體分析，基本確定是C相繞組第5抽頭處由于接觸不良或者絕緣損壞引起的高溫過熱性故障，同時故障還可能涉及到固體絕緣。為了能夠盡快消除故障，確保電網穩定運行，決定吊罩檢查。

4 吊罩檢查及處理

變壓器吊罩后，檢修人員進行了全面詳細的檢查，發現高壓側C相繞組第5抽頭處絕緣表面顏色較深，有發黃的痕跡，剝開繞組絕緣表面，發現焊點脫落，有明顯燒焦的跡象，見圖1所示。造成這一故障可能原因有：

（1）繞組在運輸過程中的振動、初次安裝或重新安裝過程中的反復扯動，導致絕緣擦傷。

圖1 變壓器故障部位

（2）繞組在出廠時焊接部位未處理妥當，加之長時間的運行老化，在焊接部位出現過熱現象。

（3）繞組本身結構及絕緣不合理，導致繞組有些部位絕緣性能較差。

由于接觸不良或絕緣性能損壞，導致接觸電阻增大，在大電流通過時表面發熱燒損。如果變壓器繼續運行，可能導致繞組絕緣部分碳化，最終形成繞組短路，發展為致命性故障。

處理措施：削離燒損的絕緣紙和包扎紗帶，在焊接脫落處重新進行低溫磷銅焊處理，再用絕緣紙和紗帶包扎完好，最后檢查并緊固各夾件和螺栓。

變壓器修理后再次進行試驗，高壓側繞組各檔位的直流電阻值均恢復正常，誤差在0.5%以內，短路阻抗、繞組頻率響應、變比及絕緣電阻等各項試驗均合格，變壓器投運后油色譜跟蹤試驗，各項試驗數據合格，運行正常。

5 結語

以油色譜分析結果結合電氣試驗對變壓器的運行和故障狀況進行綜合分析，可以較準確地判定故障類型、原因及部位。為了更好地監測變壓器運行狀況，建議有條件的單位可安裝變壓器油色譜等相關在線監測裝置，開展實時在線監測，確保變壓器安全可靠運行。

[1]操敦奎.變壓器油中氣體分析診斷與故障檢查[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2]DL/T 722-2000變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則[S].北京：中國電力出版社，2005.

[3]孫才新，陳偉根，李劍，等.電氣設備油中氣體在線監測與故障診斷技術[M].北京：科學出版社，2003.