500kV某站#1主變A相油中含微量乙炔分析

廣東電網有限責任公司東莞供電局 李偉明

1 基本概況

500kV 某站#1 主變A 相，其額定電壓為500kV，型號為SUB，投產的日期為2000年1月份。

2 500kV某站#1主變A相數據對比分析

2.1 油色譜試驗歷史數據對比分析

結合500kV某站#1主變A相油試驗歷史數據進行具體分析。

該主變自2000年1月投運，至今已運行20年，期間共出現過7 次乙炔含量較明顯的異常變化。乙炔含量變化時間段如下。

2006年5月首次發現油中乙炔含量為0.19μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，經過1年多時間運行檢測，乙炔含量下降至0（#1 主變溫度表曾于2006年2月21日做停電定檢試驗）。

2008年6月再次檢測到油中乙炔含量為0.18μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，2008年12月檢測到油中乙炔含量升至0.2μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴不高，經過1年多時間的運行檢測，乙炔含量下降至0（#1 主變溫度表曾于2008年3月23日做停電定檢試驗，#1 主變曾于2008年10月21至28日有停送電操作）。

2012年3月再次檢測到油中含乙炔0.33μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，經過1年多時間運行檢測，乙炔含量下降至0（#1 主變曾于2012年2月13至14日有停送電操作。

2014年11 月再次檢測到油中含乙炔0.16μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，經過1年多時間運行檢測，乙炔含量下降至0（#1 主變曾于2012年8月31日有停送電操作）。

2016年1月再次檢測到油中含乙炔0.11μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高；2016年4月主變更換防爆閥對本體油真空過濾處理，油中氣體組分含量較小，乙炔含量為0（#1主變曾于2015年12月16至17日有停送電操作）。

2017年8月再次檢測到油中含乙炔0.18μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，經過1年多時間運行檢測，乙炔含量下降至0（#1 主變曾于2017年6月15至29日有停送電操作。

2019年3月20日再次檢測到油中含乙炔0.94μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，經跟蹤試驗發現乙炔含量在逐漸減少并趨于穩定（#1主變曾于2019年3月4至10日有停送電操作）。

最近一次2020年7月27日離線取樣檢測到油中乙炔含量下降至0.15μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴穩定，經跟蹤試驗發現乙炔含量逐漸減少。且查看近年來的運行操作記錄發現每次重新檢測到乙炔之前一段時間內，#1主變均有停送電操作。

2.2 #1主變停送電操作與乙炔含量變化關系分析

500kV 某站#1 主變停送電操作記錄對比如表1所示。

表1 500kV某站#1主變停送電操作記錄對比

由表1可知，在完成主變送電操作后的絕大部分次數中乙炔含量會發生變化，并且每次發生乙炔變化的時間段前期均有停送電操作。

2.3 在線監測數據與離線取樣試驗數據對比分析

對同區間時間段內的在線監測數據進一步分析，#1主變A相油在線監測裝置基本信息如表2所示。

表2 #1主變A相油在線監測裝置基本信息

在線監測數據僅能夠提取到2018年5月6日至2020年7月23日期間數據，將此區間內在線與離線油色譜數據作對比分析。電科院生產監控指揮中心系統數據目前在II 區運營，系統只能獲取分區改造后2019年9月至今的相關數據，經由系統后臺維護廠家獲得2018年5月至2019年4月數據，2019年護網期間（2019年5月-2019年8月）省監控平臺關停無法獲得數據。2018年5月至今在線監測月度的乙炔含量平均數據為：2018年5月～2019年2月乙炔含量為0；2019年3月乙炔含量為1.357μL/L；4月乙炔含量為1.234μL/L；5月乙炔含量為0.700μL/L；6月護網演習；7月乙炔含量為0.703μL/L；8月乙炔含量為0.699μL/L；9月乙炔含量為0.695μL/L；10月乙炔含量為0.702μL/L；11月乙炔含量為0.700μL/L；12月乙炔含量為0.703μL/L；2020年1月乙炔含量為0.700μL/L；2月乙炔含量為0.699μL/L；3月乙炔含量為0.702μL/L；4月乙炔含量為0.700μL/L；5月乙炔含量為0.655μL/L；6月乙炔含量為0.500μL/L；7月乙炔含量為0.500μL/L。

對比離線色譜試驗數據及當日在線監測數據，發現#1 主變A 相油在線監測裝置的在線監測數據誤差大，已超出±30%的合格范圍，但其乙炔含量變化趨勢同離線色譜數據變化趨勢基本吻合[1]。

在線監測數據顯示該主變乙炔含量在2019年3月突增。2019年3月15日10 時58 分，在線監測數據顯示：氫氣5.01μL/L、甲烷5.28μL/L、乙烷3.1μL/L、乙烯2.71μL/L、乙炔1.54μL/L、一氧化碳154μL/L、二氧化碳2145μL/L、總烴12.64μL/L。在線監測于3月15日發現乙炔含量異常。2019年3月20日現場取樣做離線色譜分析，乙炔含量0.94μL/L，總烴含量12.20μL/L，其中乙炔含量接近注意值1μL/L。經查近期#1主變停送電記錄，主變于2019年3月4日停電，3月10日16:55復電，在線監測裝置3月15日10:58（主變送電4d 后）監測數據顯示乙炔含量異常，檢測數據稍滯后，但及時發現主變油中組分含量異常，成功預警[2]。

具體離線色譜（乙炔）數據與在線數據對比如表3所示。

表3 離線色譜（乙炔）數據與在線數據對比

2.4 負荷、溫度與乙炔含量對比分析

500kV 某站#1 主變A 相油溫55°啟動風扇，油溫65°啟動油泵，油溫達到80°發報警信號，冷卻器全停后油溫90°報警跳閘；繞組溫度65°啟動風扇，繞組溫度75°啟動油泵，繞組溫度達到110°發報警信號，冷卻器全停后繞組溫度115°報警跳閘。對比同區間內的歷史負荷、溫度進一步分析。從系統中提取到2014年1月～2020年7月期間的每月變高側運行電流日最大值及當月油溫最大值等數據進一步分析其對油中乙炔含量的影響。

主變油面溫度同運行負荷的變化曲線基本一致。#1 主變A 相非電量定值油溫65°啟動油泵，繞組75°啟動油泵，經分析附表中2014年至今每月油溫及繞溫最大值可知油泵啟停時間，經與乙炔含量變化時間比較對比，得知潛油泵啟停對主變油中乙炔含量變化無影響。經乙炔變化趨勢對比可以發現乙炔含量突然增加然后降低，這種現象反復出現，通過比較乙炔的各個增長周期與負荷、油溫情況，沒有發現季節性特征。

3 分析結論

通過分析油中溶解氣體組分異常含量及上述對比分析，可得以下結論。

一是油中溶解氣體組分含量中作為過熱指標的乙烯為低濃度，因此認為過熱的可能性低，特征氣體為乙炔和氫氣，但含量不是很高，有可能是發生了微小放電；CO2與CO 比值在3 以上，且含量不高，沒有因為乙炔突增而增加，因此認為沒有涉及固體絕緣故障。

二是油中溶解氣體組分和含量及變化的情況判斷設備內部不存在持續性故障點。送電時的操作過電壓引起了變壓器內部某一局部區域內的電場強度變化，導致油中火花放電產生乙炔，乙炔含量經過油循環被固體絕緣吸附和稀釋慢慢減少[3]。

三是油色譜在線監測數據情況說明在線監測有效地監測到氣體含量變化，但時間上存在滯后。

4 建議及措施

建議對500kV某站#1主變A相進行吊罩或進油箱檢修，在檢修前持續跟蹤，加強運維巡視。

一是加強對#1 主變A 相運維，監測變壓器投退、潛油泵啟停、變壓器運行聲音、負荷及油溫變化等情況。

二是#1 主變如有停送電操作，請及時告知試驗所，將于主變送電后1d及3d安排現場取油樣試驗，觀察其油樣變化。

三是對#1主變A相每天監視油在線數據的變化情況，若有上升趨勢時，立刻進行離線取樣色譜試驗。

5 結語

在電力系統中，應當定期對電力設備進行試驗檢測，避免因為設備故障造成重大的安全隱患導致發生重大的安全事故。變壓器設備的質量是保證變壓器穩定運行的前提，所以應當引起重視，保證電力設備正常運行，保障人們的用電安全。