220kV平泉一次变电所1号主变压器故障分析.pdf

2 0 0 6年 1 o月 第 3 4卷 第 5期( 总第 1 8 6期 ) 吉 林 电 力 j i l i n el e c t r i c po we r oc t 2 0 0 6 vo 1 3 4 no 5 ( s e r no 1 8 6 ) 2 2 0 k v平泉一次变电所 1 号主变压器故障分析 f a u l t s an a l y s i s o n 2 2 0 k v no 1 m a i n tr a n s f o r me r i n pi n g q u a n p r i ma r y s u b s t a t i o n 孙国权 ， 李守学， 卢洪军 ( 长春 供 电公 司 ， 吉林长春1 3 0 0 2 1 ) 摘 要： 2 2 0 k v 平泉一次变 电所 1号主变本体 油色谱 2 0 0 5 年 1 1 月季检数 据异常 ， 不仅与 2 0 0 5年 8月相 比差异很 大 ， 而且 与 2号主变本 次季检数 据相 比差 异也很 大 ， 利 用“ 三 比值 法 ” ， 初 步判断此 故 障类型 为低 能放 电， 最后 返 厂 解体 ， 证实油箱 内松动 的螺母形成一个 对地 的悬浮端 ， 在交 变电场及磁场 的影 响下 对地产生 火花放 电。 关键词 ： 油色谱试验 ； 故 障； 主变压器 ； 变 电所 中圈分类号 ： t m8 5 5 文献标识 码 ： b 文章 编号 ： 1 0 0 9 5 3 0 6 ( 2 0 0 6 ) 0 5 0 0 5 5 0 2 从 2 o世纪 7 o年代我国电力系统开始应用气相 色谱法进行绝缘油中气体含量分析。 发展到 目前 ， 此 方法 已经广泛应用 ， 对检测绝缘 油中因故障产生的 溶解气体具有相 当高的灵敏度 。现在将长春供 电公 司试验人员利用色谱检测技术 ， 发现平泉一次变电 所 ( 以下简称一次变) 2 2 0 k v 1号主变压器 ( 以下简 称主变) 故障的过程及分析判断过程作 以介绍 。 1 故 障发 现过程 1号 主变型 号为 s f p z 1 0 - 1 8 0 0 0 0 2 2 0 ， 容量 为 1 8 0 mva， 油质 量 3 5 t ， 采用强迫导 向油循环 吹风 冷却( odaf ) 方式 。 2 0 0 2年 1 1月投入运行 ， 运行 3 o 天后进行油色谱试验 ， 发现油中存在乙炔。 定期监测 到 2 0 0 5年 8月 9日， 油 中 乙炔 体 积 比持 续 小 于 1 l l( 见表 1 ) ， 变化不大 。 2 0 0 5年 1 1月 9日上午 ， 对主变本体油进行 色 谱试 验 ( 数 据见表 1 ) ， 发现 1号主 变数据 异常 ： 氢 气 、 乙炔 、 总烃体积分数均超 出设备运行 中气体组分 体积比的注意值。 主变运行 中 9 ( h ) 1 5 o l l， 9 ( c h ) 5 l l， 设 c h 气体代号 c 。 ， c h6 ， c h 和 c h 3种气体代号 c ， 9 ( c。 +c ) 1 5 o l l ， 且 乙炔体积 比相当大， 已经成为总烃气体 中的主体 成分。1 号主变季检数据不仅与 2 0 0 5年 8月相 比差 异很大 ， 而且 与 2号主变本 次季检数据相 比差异也 很 大 。 表 1 季检 数据 ( 气体体积 比) l l 2 00 5 08 0 9 2 oo 51 1 0 9 2 00 51 1 0 9 2 31 o 0 1 467 o0 3 7 7 4 72 o 0 l 68 2 00 25 5 00 6 09 o 0 1 1 72 o0 3 84 2 0 0 5年 1 1月 9日下午 ， 试验人员再 次取 1号 主变油样进行色谱试验 ， 结果 与上午试验结果基本 相同 。 通过对 1号主变本体油样两次色谱试验数据的 分析 ， 利 用 “ 三 比值 法” ， 求得 故 障 类 型 编 码 为 2 1 2 ， 初步判断此故障类型为低能放 电。决定马上将 该 1号主变停运 ， 进行故障处理。 2 故障 的初 步分析 在 3 个月时间内主变本体油中溶解气体变化很 大， 绝对产气速率达到 4 5 5 ml h( 运行 中密封变压 器总烃绝对产气速率不大于 0 5 ml h ) ， 若真是设 备 内部故障 ， 不及 时停运 和处理将会发生灾难性 的 后果。根据表 1 ， 我们得 出初步结论 。 收稿 日期 ： 2 0 0 6 ， 0 8 0 2 作者简介 ： 孙 国权 ( 1 9 5 4 一 ) ， 男， 高级 工程 师， 从事现场 电气设备试验 工作 。 5 5 弘 o 卯 o 维普资讯 2 0 0 6年 1 0月 第 3 4卷 第 5期 ( 总第 1 8 6期 ) 吉 林 电 力 j i l i n el e c t r i c p o we r oc t 2 0 06 vo 1 3 4 no 5( s e t no 1 8 6 ) a 通过“ 三 比值法” ， 故障为低能放 电。 此种能量 放电多为油隙中闪络或连续的火花放 电， 不同 电位 之间的油中火花放电或悬浮电位之 间的火花放电。 又参考 四比值法中的判断结论 ， 得出永久性火花放 电可能性大。 b 乙炔和氢气体积 比增长迅 速， 仅 3 个月分别 增 长 了 5 4 6倍和 1 7倍 ( 见表 1 ) ， 可见 故障发 展很 快 ， 已经形成连续火花放电。 c 根据表 1应该注意到， 乙炔体积 比很高且为 总烃体积 比的主体， 氢气体积 比也很 高， 而 c o 和 c o 体积比无明显 的变化 ， 此种情况应为油 中的火 花放电或电弧放电， 从而排除涉及固体绝缘材料( 特 别是纸中) 的过热及放电。 综上所述 ， 认为该变压器 内部存在裸金属型放 电故障 。 3 故 障部位判定 经了解近期主变情况 ， 没有进行带油补焊 ， 运行 中没有异常声响 ， 潜油泵没有损坏 ， 有载分接开关没 有切换 ， 否定了故 障气体来源于主变附件设备 内部 故障的可能。 为了查找本体油可能受到有载调压开关油的污 染因素 ， 在 2 0 0 5年 1 1月 9日 1 9 ： 0 0 ， 取样的同时将 1 、 2号主变压 器分接开 关油同时取来 进行对 比试 验 ， 进行色谱分析， 数据见表 2 。根据表 2中对 比数 据 ， 各气体数据变化趋势一致 ， 可以认为分接开关与 主变本体油互相渗透即主变油受了分接开关油 的污 染 。 但由于以下两点原因， 不可能是主变油受了分接 开关油的污染 。 a 主变本体油质量为 一3 5 t ， 而此变压器分 接开关油质量仅 r 一0 6 t ， 两者质量相差 5 7 倍多 ， 而从 2 0 0 5年 8月到 1 1月 3个月时间内， 若 两者互 相渗透就会使使本体油 中乙炔含量达到 1 9 0 l i 以上 ， 实际不会存在此种情况。 b 本体与分接开关 油中总烃体积 比的比值为 5 ： 8 ， 如果油之间完成这种扩散 ， 就需要分接开关油 中总烃的体积 比为 = = = + 豫 。其 中 1号主变 底部总烃的气体体积 比 = = = 2 5 1 5 0 i l， 1号主变 分接开关 总烃气体体积 比 = = = 4 1 0 9 0 i i ， 结果 需要油中总烃体积 比为1 5 0 8 2 9 l l。 从变压器本 体和有载调压开关 的结构上看 ， 如此 扩散速度不实 际 ， 并且据 了解此变压器运行一年内没有切换过分 接头， 同时与 2号主变分接开关横 向对 比可看出有 载分接开关产生如此大量 的总烃是不切合实际的。 表 2 油色谱分 析的复试 与对 比( 气体体积 比) l l 基于上 面两点原因 ， 可以排 除分接开关油 与本 体 油存在渗透是本体油总容解气体 增加的主要原 因 ， 但不排 除分接开关油与本体油存在渗透情况 。 可 以确定变压器内部存在裸金属型放 电故障 。 4 设备返厂后故 障的处 理 返厂解体后发现 ： 该主变压器铁芯柱的屏蔽层 引线与上轭铁紧固螺丝有放 电烧黑的现象系 由松动 引起 。在变压器负荷增加、 非全相运行、 振动增大情 况下 ， 松动的螺母形成一个对地 的悬浮端。 在交变电 场及磁场 的影响下 ， 由于电容耦合使悬浮端对地产 生火花放 电。