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ｄｏｉ:１０３９６９/ｊｉｓｓｎ１００８￣０１９８２０１５０５０１６２２０ｋＶ变压器内部放电缺陷原因分析和处理Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｆａｕｌｔｓｆｏｒ２２０ｋＶｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ刘丽(长安益阳发电有限公司ꎬ湖南益阳４１３０００)摘 要:介绍１例２２０ｋＶ电力变压器内部放电缺陷及其处理过程ꎬ说明油色谱和局放检测技术在处理过程中的应用ꎮ关键词:变压器ꎻ油色谱分析ꎻ内部放电中图分类号:ＴＭ８５５１ꎻＴＭ４１１ 文献标志码:Ｂ文章编号:１００８￣０１９８(２０１５)０５￣００５４￣０３收稿日期:２０１５￣０４￣１４ 改回日期:２０１５￣０６￣０４１ 缺陷描述某２２０ｋＶ变压器型号为ＳＳＰ１０－７５０００/２２０ꎬ采用强迫油循环的冷却方式ꎬ２００８年４月正式并网运行ꎬ期间运行工况稳定ꎬ没有遭受过短路冲击ꎬ绕组温度、油温、油位均未超出标准范围ꎬ冷却油泵无过热等异常现象ꎮ２０１２年１２月ꎬ变压器检修时取油样检测发现Ｈ２含量为１５６９９μＬ/ＬꎬＣ２Ｈ２含量为５８８５μＬ/Ｌꎮ为排除测量误差ꎬ送权威部门进行了复测ꎬ结果为Ｈ２含量为１５６０μＬ/ＬꎬＣ２Ｈ２含量为７４μＬ/Ｌꎬ２次结果基本一致ꎬ数据见表１ꎮ从２次检测结果确认油中Ｈ２和Ｃ２Ｈ２含量已超过标准值ꎬ尤其是Ｃ２Ｈ２含量已远超５μＬ/Ｌ的标准限值ꎮ按油中气体含量三比值代码判断ꎬ变压器内部存在低能量放电故障ꎬ其他数据无异常ꎮ表１ ２０１２年１２月１８日色谱检测数据μＬ/ＬＨ２ＣＨ４Ｃ２Ｈ４Ｃ２Ｈ６Ｃ２Ｈ２ＣＯＣＯ２总烃１５６２２３２０２４７４２５５７３５１１９２ 处理分析２１ 空载试运行２０１３年１月１７—２０日ꎬ对该变压器进行了７２ｈ脱气处理ꎮ１月２１日再次取油进行色谱分析ꎬ检测结果为Ｈ２含量为２μＬ/ＬꎬＣ２Ｈ２含量为２３μＬ/Ｌꎬ符合标准要求ꎮ为了进一步分析变压器油中Ｃ２Ｈ２ꎬＨ２含量超标的原因ꎬ决定将变压器空载运行１个月ꎬ在运行期间加强监视ꎬ并缩短油色谱检测周期ꎬ以便于掌握油中溶解气体的增长规律ꎮ２０１３年２月３日ꎬ对主变零起升压后ꎬ从高压侧对主变全电压冲击合闸ꎬ主变及其保护装置无异常ꎮ变压器持续运行至３月２５日ꎬ油中Ｃ２Ｈ２含量从２３μＬ/Ｌ增至９５μＬ/Ｌꎮ产气速率值已大大超出ＤＬ/Ｔ７２２—２０００«变压器油中溶解气体分析和判断导则»的规定值ꎬ特征气体主要成分还是Ｃ２Ｈ２ꎬ占总烃的８０５％ꎬ总烃依旧不高ꎬ依据«变压器油中溶解气体分析和判断导则»ꎬ判断变压器内部存在低能量(火花)放电故障ꎮ变压器油检测数据见表２ꎮ表２ ２０１２年１２月至２０１３年３月色谱检测数据表μＬ/Ｌ试验日期Ｈ２ＣＨ４Ｃ２Ｈ４Ｃ２Ｈ６Ｃ２Ｈ２ＣＯＣＯ２总烃备注２０１２￣１２￣１８１５６２２３２０２４７４２５５７３５１１９滤油脱气处理前２０１３￣０１￣２１００５０８０２３０８２３６滤油脱气处理后２０１３￣０２￣０３２０４０１０２３０９０２８２０１３￣０２￣０４５０８０９０３８０１８０５５２０１３￣０２￣０５５０７１０４４１１１４１６１２０１３￣０２￣０７５０８１０４６１２１１６６４２０１３￣０２￣２０６１４１０５７１６１４１８１２０１３￣０３￣０３７０９１０６７１８２８１８６２０１３￣０３￣１２７１１１０７８１７１５０９９２０１３￣０３￣２５７１１１２０９５２１２００１１８４５ 第３５卷第５期湖 南 电 力ＨＵＮＡＮＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ ２０１５年１０月２２ 排除油泵缺陷为排除潜油泵缺陷导致色谱异常的可能ꎬ２０１３年４月１日将３台潜油泵全停ꎬ将变压器空载运行ꎬ４月１日停油泵前取油样做色谱分析ꎬ油泵停运后在４月４日和４月６日各取一次油样进行色检测ꎮ比对结果为:４月１日油中Ｃ２Ｈ２含量为１１８μＬ/Ｌ(上部)、１１７μＬ/Ｌ(中部)ꎻ４月４日油中Ｃ２Ｈ２含量为１４１μＬ/Ｌ(上部)、１４２μＬ/Ｌ(中部)ꎻ４月６日油中Ｃ２Ｈ２含量为１７２μＬ/Ｌ(上部)、１７４μＬ/Ｌ(中部)ꎮ从３次数据比对分析得出结论ꎬ变压器油泵停运后ꎬ油中Ｃ２Ｈ２含量仍在不断增长ꎬ且增长速度较快ꎬ可排除变压器油泵缺陷导致油色谱异常的可能ꎮ２３ 带电局放检测２０１３年４月１５日ꎬ对变压器进行了带电局部放电定位检测ꎬ在高压侧ＢꎬＣ相均压罩附近ꎬ２次弱信号传入监测装置ꎬ其它部位未检测到信号ꎮ２４ 变压器内检及处理２０１３年４月２２日ꎬ对变压器进行了内检ꎬ检查发现如下问题:主变低压侧ｃ相连接板有明显黑色放电痕迹ꎬ连接板表面凹凸不平ꎻ变压器高压侧Ｂ相均压罩没有紧固ꎬ均压罩凹槽内有很多黑色污垢ꎻＣ相高压侧引出线端部圆柱体完全松脱ꎮ综合油色谱检测和带电局放检测结果ꎬ初步确定上述缺陷是变压器产生Ｃ２Ｈ２的原因ꎮ４月２６日ꎬ对内检发现的问题进行了处理:将低压侧ｃ相连接板两边打平ꎬ不烫锡ꎬ在原连接板上端增加１块铜板ꎻ低压侧ａꎬｂ两相的连接板上端也增加１块铜板ꎬ以增加导电面积防止连接板发热ꎻ将变压器高压侧Ｂ相均压罩凹槽内污垢清洗ꎬ均压外罩紧固ꎻ用皱纹纸将高压侧Ｂ相引出线包扎ꎬ将绝缘外罩与引出线紧固ꎻ将高压侧Ｃ相引出线端部圆柱体紧固ꎮ处理完成后再次对变压器油进行脱气和滤油处理ꎮ４月２８日将处理后的油样进行色谱分析检测、油简化试验、油耐压试验ꎬ检测和各项试验结果均合格ꎮ对变压器进行了绝缘电阻、直流电阻、介质损耗、直流耐压及泄露电流高压试验ꎬ试验结果也合格ꎮ２５ 变压器内检后色谱跟踪变压器内检处理以后ꎬ再次投入运行ꎮ至２０１３年１２月份ꎬＣ２Ｈ２含量从投运初的０增长至１７７μＬ/Ｌ(见图１)ꎬ增长较为明显ꎬ其它气体含量在正常范围内ꎮ在此过程中ꎬＣ２Ｈ２的增长速度较内检处理前已大幅放缓ꎮ图１ 处理前变压器内部气体数据折线图２６ 离线局放检测为确认变压器内检后Ｃ２Ｈ２增长是残气回溶还是内部缺陷未消除继续产气所致ꎬ２０１４年１月１９日ꎬ对变压器进行离线局放试验ꎮ变压器在１１Ｕｍ/３电压下局放量小于１００ｐＣꎬ在１５Ｕｍ/３电压下局放量小于５００ｐＣ且稳定无增长趋势ꎬ在试验过程中试验电压稳定ꎬ局放检测结果满足要求ꎬ基本排除了变压器主绝缘及匝间绝缘问题ꎬ数据见表３ꎮ表３ 离线局放检测结果ｐＣ测量电压相别ＡＢＣ１１Ｕｍ/３９５９５９０１５Ｕｍ/３１８０２２０２８０备注:１５Ｕｍ/３电压下ꎬ局放量稳定无增长ꎮ２７ 二次内检为进一步确认变压器内部状态ꎬ２０１４年１月２０日ꎬ再次对变压器进行了内检:低压侧ａꎬｂꎬｃ三相连接板无异常ꎻ高压侧三相应力锥及均压罩无松动ꎬＢ相均压罩经２０１３年４月份拧紧后无松动ꎻ分接开关动触头与静触头检查无油污、脏物ꎻ静触头与分接引线连接处紧固情况检查未见异常ꎻ高压引线表面检查无异常ꎬ高压引线绝缘及绝缘支架检查无脱落、折断、破损等现象ꎬ高压引线根部纸绝缘无松动、破损现象ꎻ线圈等其它部件检查均正常ꎮ为便于跟踪油色谱数据ꎬ对变压器油进行了脱气处理ꎮ２８ 安装油色谱在线监测装置为更及时地监测和分析变压器的色谱数据ꎬ２０１４年１月安装了油中气体在线监测装置ꎮ２０１４年３月至２０１５年５月ꎬ变压器油中Ｃ２Ｈ２含量增长５５第３５卷第５期刘丽:２２０ｋＶ变压器内部放电缺陷原因分析和处理２０１５年１０月趋势见图２ꎮ从图中可看出ꎬ２０１４年３月至２０１５年５月ꎬ油中Ｃ２Ｈ２呈缓慢增长趋势ꎬ其中２０１４年１２月至２０１５年５月ꎬ油中Ｃ２Ｈ２含量在５０~６０区间ꎬ已趋于稳定ꎬ变压器各项指标均保持正常水平ꎮ图２ 处理后Ｃ２Ｈ２数据折线图３ 结论１)变压器低压侧ｃ相连接板表面毛刺放电、高压侧Ｂ相均压罩松动和高压侧Ｃ相引出线端部圆柱体松动引起的悬浮放电是造成色谱异常的主要原因ꎮ２)２０１４年３月以后ꎬ变压器油中主要气体成分为Ｃ２Ｈ２ꎬ是在２０１３年４月缺陷未消除前产生ꎬ之后油中Ｃ２Ｈ２气体增长是因固体绝缘材料中残气回溶所致ꎮ３)在缺陷处理过程中ꎬ油色谱、带电局放、离线局放和油色谱在线监测技术的应用ꎬ起到了关键作用ꎮ参考文献〔１〕ＤＬ/Ｔ７２２—２０００变压器油中溶解气体分析和判断导则〔Ｓ〕.北京:中国电力出版社ꎬ２０００.〔２〕ＤＬ/Ｔ５９６—１９９６电力设备预防性试验规程〔Ｓ〕.北京:中国电力出版社ꎬ１９９６.作者简介刘丽(１９７３)ꎬ女ꎬ大学本科ꎬ工程师ꎬ现担任长安益阳发电有限公司生技部电气点检工程师ꎮ(上接第５３页)现场运维人员严禁采取任何措施屏蔽信号ꎮ若确认所发信息为误发信息ꎬ需采取临时屏蔽措施时必须经相关分管领导批准〔４〕ꎮ３)缺陷未消除前ꎬ运维人员应加强监视设备缺陷的发展趋势ꎬ并通知调控中心对危急、严重缺陷设备加强运行监视ꎮ４)对于蓄电池出口熔断器熔断等一些重要的硬接点信号可直接接至公用测控屏ꎬ减少中间环节ꎬ降低误告警的概率〔５〕ꎮ４ 结束语通过对１１０ｋＶ变电站直流电源系统火灾事故的调查与分析ꎬ从运检管理、安装设计、告警处理３方面提出改进措施以避免此类安全事故的发生ꎮ运行实践证明这３方面改进措施能有效降低变电站内直流电源系统故障的风险ꎬ保证继电保护及自动装置的可靠运行ꎮ参考文献〔１〕中华人民共和国国家发展和改革委员会.ＤＬ/Ｔ５０４４—２００４电力工程直流系统设计技术规程〔Ｓ〕.北京:中国电力出版社ꎬ２００４.〔２〕国网公司直流电源系统运行规范〔Ｓ〕.国家电网生计〔２００５〕１７２号.〔３〕黄森炯ꎬ王晓ꎬ王晴.一起因蓄电池故障造成继电保护越级跳闸事故的分析〔Ｊ〕.电气自动化ꎬ２０１２ꎬ３４(６):３９￣４１.〔４〕赵军ꎬ石光ꎬ黄小川ꎬ等.一起变电站直流母线失电原因分析及解决方案〔Ｊ〕.电力系统保护与控制ꎬ２００９ꎬ３７(２３):１２２￣１２４.〔５〕徐凯.对１１０ｋＶ变电站直流系统改造方案的探讨〔Ｊ〕.电力系统保护与控制ꎬ２０１０ꎬ３８(７):１１６￣１１８ꎬ１２３.作者简介敖非(１９８３)ꎬ男ꎬ硕士ꎬ工程师ꎬ研究方向为电力系统继电保护及自动化技术ꎬ直流电源系统技术ꎮ李辉(１９８３)ꎬ男ꎬ博士ꎬ工程师ꎬ研究方向为高压直流输电、电力系统继电保护及自动化技术ꎮ６５第３５卷第５期湖 南 电 力２０１５年１０月