論變壓器油色譜與電氣試驗相結合綜合診斷過熱故障

國網無錫供電公司 江蘇 無錫 214000

當前,人們對電力系統安全性的要求不斷提高,不過由于電力系統復雜性特征的影響,使得系統在運行中存在較多故障,其中變壓器故障就是最為嚴重的問題,這不僅會降低電能供應質量,還會造成人員傷亡,所以加強對變壓器故障的診斷及維修顯得尤為重要。

1 變壓器過熱故障

變壓器過熱故障是指變壓器在運行過程中,超過規定標準溫度進而產生的故障問題。變壓器過熱故障共分為三個檔次,低溫過熱故障、中溫過熱故障和高溫過熱故障。正常變壓器在運行中,其溫度值控制在300攝氏度左右,而過熱故障中,溫度值會超過700攝氏度。變壓器過熱故障的產生原因是由于內部故障引起發熱,其會使變壓器油分解出故障氣體。而變壓器過熱故障集中在導電回路及磁回路上,雖然危害性較小,但是過熱故障所產生的固體絕緣危害及電弧放電問題還是會對變壓器帶來一定損傷,進而阻礙電力系統的穩定運行。

2 變壓器油色譜與電氣試驗的綜合運用

油色譜與電氣試驗就是利用油色譜發現故障,再利用電氣試驗判斷故障類型,采取合理的解決措施的一種方法。在電氣試驗中,主要是通過對直流電阻、絕緣電阻、空載損耗和電流、潛油泵及其附件檢查等方式來了解故障產生的原因,從而制定相應的處理措施,降低過熱故障的影響。其中絕緣性檢測,通過絕緣機制、繞組絕緣水平給過熱故障的判斷提供了可靠依據；空載損耗與空載電流試驗可對導電回路及磁回路實行診斷,判斷過熱故障源；潛油泵及相關附件檢測則能夠判定外部接引線及油箱存在的故障。

3 實際案例

以某地區10千伏變壓器為例。該變壓器在經過一次大修后,技術人員發現變壓器油中的烴含量存在嚴重超標現象。技術人員對烴氣成分含量進行不同時段的測定,得出相關數值為：第一時段中,氫氣、乙烯、乙烷和乙炔為0,一氧化碳34.1μL/L,二氧化碳、甲烷分別為126.1μL/L和0.8μL/L。第二時段,氫氣49.0μL/L,一氧化碳40.2μL/L,二氧化碳、甲烷分別為337.4μL/L和103.2μL/L,乙烯、乙烷和乙炔分別為224.6μL/L、31.9μL/L、0.8μL/L。第三時段氫氣86.0μL/L,一氧化碳56.8μL/L,二氧化碳、甲烷分別為465.2μL/L和170.7μL/L,乙烯、乙烷和乙炔分別為326.6μL/L、67.6μL/L、0.9μL/L。總烴分別為0.8、360.5、565.8。

從數據結果看出,總烴類氣體含量呈明顯上升趨勢,且超出標準值范圍。但乙炔成分較低,一氧化碳和二氧化碳與標準值相近,可說明其存在著過熱故障問題。相關分析后,得出產生過熱故障的原因為磁回路故障、導電回路故障或油道堵塞這三種。之后通過電氣試驗對存在的故障種類予以最終確定。在鐵芯接地時,電流值在8安左右,不會對變壓器負載帶來任何影響,說明該值是因鐵芯節點過多導致的。之后通過外部接地傳入電阻的方式,將電流值控制在0.1安左右,經一段時間觀察后,發現兩端電這壓下降,可確定焊渣被油流沖開。

4 變壓器過熱故障檢測方法

4.1 繞組直流電阻檢測 該方法主要是利用電橋實現繞組直流電阻檢測。在檢測中,可結合實際情況,選擇檢測對象,如檢測相電電阻或檢測繞組直流電阻,通過觀察相間阻值的平衡性,來確定是否存在短路問題。

4.2 空載損耗及空載電流檢測 該檢測主要是對氣體與電流間的密切性實行檢測,結合最終檢測結果來判斷故障位置。在檢測中,氣體增量較大,說明磁回路存在故障,反之則是導電回路存在問題。

4.3 潛油泵及相關附件的狀態檢測 利用紅外測溫儀對潛油泵及相關附件實行溫度檢測,確定故障所在區域。該檢測方式具有精準度高的優勢,便于后期維修工作的開展。

5 過熱故障判斷

5.1 分接開關電接觸性熱故障 該故障產生的原因有：開關主接頭位置不準確、引線松動、觸頭燒毛、調壓開關觸頭基礎壓力不足、存在滑檔及滲油問題。在確定故障原因時,一般利用油色譜及自流電阻試驗等方式,確定其中的總烴含量,電阻相位平衡性情況,判斷故障原因。

5.2 繞組故障 繞組故障屬于低溫過熱故障的一種,由于溫度較低,其運動速度緩慢,含烴量不高,不過一氧化碳和二氧化碳的變化相對較大,所以需要利用直流電阻、絕緣電阻試驗完成檢測。

5.3 漏磁通引起的過熱故障 漏磁通是變壓器出現負載電流后繞組周邊產生的刺痛。一般會利用油色譜或紅外測溫儀檢測其產生的溫度變化,找出故障點,并加以解決。

5.4 鐵屑多點接地、結緣短路故障 變壓器運行中,鐵芯通常都是一點接地,當其出現兩點或多點接地后,因電位不均勻,極易形成環流,進而產生過熱故障。該類故障可通過測試鐵芯外引接地電流的方式來判斷故障位置。如果外引接地電流較大,且與變壓器負載之間無任何影響,則說明故障是由于鐵芯多點接地引起的；如果電流為0,則可能是由于短路引起的,這時需要停電檢查。

5.5 零序磁通引起的局部過熱 該故障與漏磁通故障都是由于局部過熱產生的。只不過該故障是主磁路周圍存在局部過熱,二者形成方式不同。

5.6 油道堵塞及潛油泵磨損 油箱中異物較多會直接堵塞油道,導致局部散熱不良,進而出現過熱故障。而潛油泵磨損主要是由于金屬粉過多堆積,摩擦阻力增大,雖然故障帶來的影響不是十分嚴重,但仍需加以關注。

6 結語

變壓器過熱故障產生的原因有很多,通過油色譜與電氣試驗結合的方式,能夠全面掌握故障產生原因及故障區域,進而為檢修及維護工作提供可靠數據,加強檢修精準性。