一起變壓器絕緣油總烴超標(biāo)的分析與處理

黃倫松

【摘 要】本文主要闡述了變壓器內(nèi)部故障的原因，通過三比值法原理進(jìn)行深入分析，并通過實例對發(fā)電廠變壓器絕緣油總烴超標(biāo)進(jìn)行分析，根據(jù)總烴含量及產(chǎn)氣速率情況，判斷變壓器故障性質(zhì)、故障部位，最后通過變壓器吊罩檢修消除故障進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】油色譜；總烴超標(biāo)；故障診斷；三比值法

0 引言

變壓器是發(fā)電廠重要的電氣設(shè)備，變壓器在運(yùn)行中會散發(fā)很大的熱量，大型變壓器都是通過變壓器油來冷卻，油也起到了變壓器內(nèi)部導(dǎo)體與油箱殼體的絕緣作用，變壓器在運(yùn)行中發(fā)生電或熱故障，可使油中碳?xì)滏I和碳碳鍵斷裂，通過復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)形成氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等低分子烴類氣體。溶解氣體的色譜分析可以很好的反應(yīng)變壓器的運(yùn)行工況，從而發(fā)現(xiàn)變壓器的潛在故障，通過狀態(tài)檢修等措施及時消除變壓器存在的隱患。本篇論文從實際出發(fā)，運(yùn)用簡明扼要的方法來分析問題，解決問題。

1 故障實例

某發(fā)電廠#3主變壓器型號為SFPB-240000/220，額定電壓242/15.75kV，額定容量260000 kVA，油重40噸，1985年12月投產(chǎn)，在2016年3月27日的常規(guī)油色譜分析數(shù)據(jù)異常，其總烴值達(dá)到793.7uL/L，總烴超標(biāo)嚴(yán)重。經(jīng)過一個月的色譜跟蹤和分析，4月18日之前總烴數(shù)值較為穩(wěn)定，在800～900μL/L之間。但之后逐步上升，在4月25日達(dá)到1196.2μL/L，隨后幾天在1100μL/L左右，乙炔較少，為0.2μL/L。在4月30日總烴最高值達(dá)1232.6uL/L，4月份具體數(shù)據(jù)如下：

2 故障分析方法

變壓器故障分析首先從三比值法分析入手，其原理是：變壓器油在故障時裂解產(chǎn)生多鐘氣體，氣體成分含量的相對濃度會隨著溫度產(chǎn)生變化，溫度與變壓器故障情況不同，產(chǎn)生氣體也會有所不同。從表2五種特征氣體中選用二種溶解度和擴(kuò)散系數(shù)相近的氣體組成三比值，通過不同的編碼表示；根據(jù)表2的編碼規(guī)則和故障類型判斷方法作為診斷故障性質(zhì)的依據(jù)。這種方法是判斷充油變壓器故障類型的主要方法。

該編碼規(guī)則再通過編碼對照故障類型判斷方法表就可以比較客觀的判斷出變壓器內(nèi)部是局部放電、過熱、低能放電、還是電弧放電等故障，進(jìn)一步分析后可以判斷是電回路故障還是磁回路故障，可以迅速對變壓器故障情況進(jìn)行判斷，是否需要馬上停電檢修，還是繼續(xù)運(yùn)行，避免造成經(jīng)濟(jì)損失。

3 根據(jù)總烴含量及產(chǎn)氣速率診斷

經(jīng)過一個多月的持續(xù)色譜分析，以4月13日為例，通過三比值法計算C2H2/C2H4為0.0005，編碼為0；CH4/H2為4.4，編碼為2；C2H4/C2H6為3.36，編碼為2。這樣編碼為022，總體判斷為引線夾件接頭焊接不良或螺絲松動，渦流造成鐵芯漏磁和銅過熱，層間絕緣不良和局部短路等故障，初步判斷固體絕緣正常，為裸金屬過熱，電回路或磁回路故障都有可能。根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析，判斷變壓器內(nèi)部存在裸金屬過熱點(diǎn)，且程度在逐步加重。為徹底排除隱患，確保#3主變壓器的長期安全運(yùn)行，根據(jù)該發(fā)電廠#3主變壓器4月份整月的油色譜分析數(shù)據(jù)，日相對產(chǎn)氣速率在7%以內(nèi)，僅有微量乙炔產(chǎn)生且穩(wěn)定，變壓器內(nèi)部應(yīng)無強(qiáng)烈放電現(xiàn)象，故障系高溫過熱引起，可能為磁回路故障，為避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大，遂建議對變壓器停役進(jìn)行吊罩檢修。

4 問題解決

2016年5月4日#3機(jī)組停機(jī)，第2日吊出變壓器鐘罩，檢查發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)A相穿纜引線在進(jìn)入套管10cm處白紗帶已完全碳化脫落，燒斷引線3股，引線上積碳且有黑色燒焦痕跡。另一故障點(diǎn)為低壓側(cè)B相線圈的壓釘螺栓的支持架與鐵芯夾件的固定螺栓松動，有發(fā)熱現(xiàn)象。

變壓器經(jīng)吊罩后找到故障點(diǎn)，實際情況與此前分析判斷的渦流造成鐵芯漏磁、銅過熱和裸金屬高溫過熱的故障成因一致。分析故障原因為：高壓側(cè)A相穿纜引線過短，安裝后與套管內(nèi)銅管壁有接觸，長期運(yùn)行時產(chǎn)生振動磨擦，穿纜引線外包的白紗帶磨破，而引線導(dǎo)體與銅管的接觸造成了等電位分流和環(huán)流，使得與銅管接觸的一股銅線電流密度大大增加，在此部位產(chǎn)生高溫過熱，致使該股引線燒斷，之后故障逐步擴(kuò)大，臨近引線也出現(xiàn)同樣情況，使總烴最終達(dá)到1232.6uL/L。

遂馬上對燒斷的引線用銅管壓接重新連上，同時對三相高壓側(cè)的穿纜引線再外包兩層絕緣。檢查低壓側(cè)B相線圈的壓釘螺栓的支持架與鐵芯夾件的固定螺栓，鐵芯夾件的螺孔螺紋滑牙，用絲錐重新攻絲修復(fù)，重新緊固，另外對鐵芯上的所有螺栓重新緊固檢查。另外檢查出線圈C相圍屏下面兩面三道收緊帶有松動，遂對三相圍屏都重新綁扎處理。該變壓器裝復(fù)后進(jìn)行繞組交流耐壓試驗、直流電阻試驗、絕緣電阻試驗、介損試驗合格。

5 結(jié)論

5.1 #3主變壓器于5月8日投入運(yùn)行。投運(yùn)后每日進(jìn)行紅外線成像檢測，鐵芯接地電流測量，變壓器色譜數(shù)據(jù)跟蹤分析，所有數(shù)據(jù)正常且總烴穩(wěn)定，該故障消除。

5.2 變壓器總烴超標(biāo)診斷是一個復(fù)雜過程，不能以一次數(shù)據(jù)為判據(jù)斷定故障，應(yīng)從多方面分析故障，要想對變壓器的故障部位與情況做出準(zhǔn)確及時判斷，平時必須多收集資料與內(nèi)部結(jié)構(gòu)了解。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint