110kV變壓器油色譜數據異常分析

產啟中 李惠專

摘 要：文章主要介紹了一鋁金屬件被吹落至變壓器上，造成變壓器110kV側C相引線通過鋁金屬件對瓦斯繼電器取樣銅油管放電，致使該變壓器差動保護動作跳開兩側開關。通過油色譜分析發現數據異常，得出瞬間激增的大電流在動作過程產生電弧放電導致高壓側C相繞組明顯變形，在較短的時間內弧道中產生了一些特征氣體，處理后進行了大量的跟蹤試驗，突出了在線監測裝置的重要性。

關鍵詞：變壓器；油色譜；在線監測

引言

變壓器的正常運行是對電力系統安全運行的最重要條件之一，必須最大限度地減少變壓器的故障和事故的發生的次數[1，2]。同時我國電力行業正在向大機組、大容量、高電壓等級電網發展[3]，而且社會發展對電力行業提出更嚴格要求。所以要對一些設備異常的狀態及時處理，降低事故率。通過變壓器油中氣體的色譜分析，在不停電的情況下對發現變壓器內部的某些潛伏性故障診斷非常有效[1]。經驗證明，油中氣體的各種成分含量和故障的性質及程度有關，它們之間存在直接的數學對應關系[3，4]。電力變壓器故障檢測所用到的化學檢測方法主要是通過變壓器油中特征氣體的含量、產氣速率和三比值法（包含改良三比值法）進行分析判斷。在我們實際工作過程中，為了更準確的判斷變壓器內部的問題，結合歷史狀況和數據等判斷設備運行是否存在潛伏性故障以及故障類別[3，5，6]。

1 油色譜異常數據

2013年04月05日早上，中山某變電站一帶天氣惡劣，7時52分38秒，110kV變壓器故障跳開兩側開關。經檢查發現：戶外廣告牌的鋁金屬件被吹落至變壓器上，造成變壓器110kV側C相引線通過鋁金屬件對瓦斯繼電器取樣銅油管放電，致使變壓器差動保護動作跳開變壓器兩側開關。在發現事件后，對變壓器進行全面的試驗和檢查，試驗結果發現，在中頻段高壓側C相繞組可能存在明顯變形或位移，其他高壓試驗無異常；油化驗的得出的結果如表1所示，文章主要是針對變壓器油色譜方面進行分析。

表1 變壓器異常前后色譜分析結果單位：μL/L

2 色譜異常數據分析

由表1中數據可以看出，變壓器在發生這次事件前色譜值處于正常狀態，說明變壓器內部無異常情況。而在鋁金屬件被吹落至變壓器致使兩側開關跳開后，導致油色譜數據異常。油色譜試驗結果證明油中有電弧放電的情況，根據GB/T7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》中的改良三比值法來判斷，編碼為：101，由此判斷故障類型為電弧放電；放電原因只可能是線圈匝、層間短路，相間閃絡，引線對箱殼或其他接地體放電，分接開關飛弧[7]。2013年4月5日之前的試驗數據中都沒有發現C2H2，用本次色譜異常數據值分析，C2H2/C2H4=0.4<1，在此期間分接開關沒有操作，認為不應是有載開關滲漏造成的[8]。而且C相高壓引線通過鋁金屬件對瓦斯繼電器取樣銅油管放電，產生了明顯的電弧灼燒的痕跡，高壓試驗數據得出繞組有明顯變形。根據故障錄波信息為一次電流為7.28kA，比正常運行的電流激增了好幾倍，而由此可以判斷瞬間激增的大電流在動作過程產生電弧放電導致繞組明顯變形。在放電的過程中，弧道中產生了一些特征氣體，由于過程是一個比較快，未產生大量的特征氣體。經過論證分析后，決定對變壓器油進行處理后送電運行。根據送電15天后變壓器油色譜試驗數據結果來看，各種成分氣體都比較穩定，沒有增長的趨勢。

發生此次事件后，中山局對該變壓器的運維措施作了一些改變：（1）提高油色譜檢測頻度，根據每次油色譜數據的情況安排下次試驗的周期，直至油色譜數據正常為止。（2）半年后跟蹤一次主變繞組變形的變化情況，依據試驗情況確定下一步作法；（3）進行一次AIS局放測試及紅外測溫，同時在日最高負荷時觀察一次主變油溫負荷曲線是否正常。對該變壓器跟蹤后，未發現設備其他異常，目前已取消跟蹤，保持正常的運維措施。

3 結束語

油色譜法對變壓器內部故障性質的判斷和分析具有獨特的優勢，結合高壓試驗結果及運行情況等進行綜合分析，可以比較清楚的分析出故障類型和部位。從此次的事件可以看出，一旦變壓器發生事故，將會有大量的檢修試驗工作，因此如若安裝在線監測裝置，將大大減少工作量。對于一些色譜數據異常的設備，可以實時監測跟蹤，預防設備狀態惡化，確保設備安全穩定運行。目前電力行業的檢修模式主要還是傳統的計劃檢修模式，而狀態檢修是通過在線技術實時監控設備的運行狀態，把一些潛在的故障消除，降低了事故率。所以我們必須加快轉變檢修模式，避免重大事故的發生，提高電網的安全運行。變壓器油色譜在線監測裝置的推廣應用既提高了變電站運行的管理水平，又可為從預防性檢修體系過渡到預知性檢修體系奠定基礎[3]。

參考文獻

[1]胡發明.幾起變壓器油色譜異常的分析[J].電氣技術，2012，5.

[2]孟源源，劉煒.電力變壓器油色譜在線監測技術綜述[J].華電技術，2009，11.

[3]周明.淺談變壓器油色譜在線監測系統[J].中國新技術新產品，2012，4.

[4]張利剛.變壓器油中溶解氣體的成分和含量與充油電力設備絕緣故障診斷的關系[J].變壓器，2000，3.

[5]李晉城，趙素平，李景霞.變壓器故障油色譜分析方法探討[J].電氣制造，2009，11.

[6]左新宇，付強.變壓器油中溶解氣體在線監測方法及故障判斷綜述[J].廣東電力，2011，2.

[7]徐康健，孟玉嬋.變壓器油中溶解氣體的色譜分析實用技術[J].中國質檢出版社，2011.

[8]程紹偉，金大鑫，張楠.220kV變壓器油色譜異常分析[J].變壓器，2013，7.