一起110千伏变压器内部过热故障分析与判断

1、起 110 千伏变压器内部过热故障分析与判断摘要： 电力变压器是电力系统的重要组成部分，主 要作用是将电能电压升高降低便于传输和使用，电力变压器 内部过热会造成设备损坏，甚者酿成大面积停电事故，影响 用户正常的生产生活，及时发现变压器内部潜伏性过热缺陷 对变压器安全健康运行来讲显得尤为重要。变压器内部过热 时会使绝缘材料受热分解出特征气体，实践表明通过绝缘油 色谱分析结合停电试验、负荷变化趋势等可以有效判断变压 器潜伏性过热故障属性。本文围绕绝缘油色谱分析介绍了一 起 110 千伏变压器漏磁引起的局部过热故障分析判断过程。Abstract ： Power transformer is an i

2、mportant part of power system ， whose main function is to boost or lower the power voltage to facilitate transport and use. Power transformer internal overheating could cause the equipment damage， and even lead to large area blackout accident ， and affect users normal production and life. So it is p

3、articularly important to discover the transformer internal latent defects overheating for the healthy operation of the transformer. Transformer internal overheating will make insulation thermal decompose characteristic gas. Practice shows that through insulating oil chromatographic analysis combined

4、 with the power test and load change trend ， we can effectively determine transformer overheating latent fault attributes. Based on the insulating oil chromatographic analysis ， this paper introduced the analysis and judgment process of a 110kV transformer local overheat fault caused by magnetic flu

5、x leakage.关键词： 变压器；油色谱异常；漏磁场；过热Key words： transformer ； abnormal oil chromatogram ； leakage magnetic field ； overheating中图分类号： TM41 文献标识码： A 文章编号： 1006-4311 （2016）15-0105-030 引言 常见的变压器内部过热缺陷主要分为连接或接触不良 和磁路故障两种，其中连接或接触不良故障表现在截流导线 和接头不良引起过热故障，如分接开关动静触头接触不良、 引线接头虚焊、线圈股间短路、引线过长；包扎绝缘损伤引 起导线相接触产生环流发热；超负荷运

6、行、绝缘材料膨胀、 油道堵塞引起散热不良等；磁路故障表现在铁芯多点接地造 成循环电流发热；铁芯片间短路、铁芯与穿心螺钉短路造成 涡流发热； 漏磁引起的油箱、 铁芯夹件、 压环等局部过热等。以上故障会使变压器内部绝缘件老化分解或烧损金属 部件。如果变压器内部过热缺陷不能得到及时发现，随着故 障的发展会造成设备损坏。实践表明分析变压器油中溶解气 体，可尽早发现潜在的变压器内部过热缺陷。本文中介绍了 一起 110 千伏变压器内部过热案列的分析诊断过程。1 油色谱跟踪分析某供电企业110千伏变压器，型号SSZ10-63000/110,浙 江某变压器厂生产， 2004 年 11 月出厂， 2005 年

7、1 月投运。 投运后对该主变进行油绝缘色谱定检时，发现总烃含量增长 较快且伴有有少量乙炔产生。停电进行了电气试验未发现异 常，又进行多次油色谱追踪分析，油中总烃含量持续增长，截至2013年底总烃增长至 1200.96卩L/L,乙炔含量为 2.12p, L/L。（表 1）2 故障的诊断及确定2.1 过热故障分类 故障类型与油的分解产物之间存在着特定关系。过热故 障产生的主要气体组分为甲烷和乙烯（如故障涉及到固体绝 缘材料还将产生一氧化碳和二氧化碳） ，次要气体组分是氢 气、乙烷；甲烷和乙烯之和常占总烃的80%以上。故障温度较低时，甲烷比例将增大，同时氢气含量增速较快，严重过 热还会出现少量乙炔。

8、由此可归纳出过热故障的主要特征： 总烃含量或其产气速率较高； 总烃主要由甲烷和乙烯构成； 乙炔含量较小或为零； 高温过热氢气含量较高或增长较快；过热故障按其故障温度可分为低温过热（低于300 C）、中温过热（300-700 C）和高温过热（高于 700C）。2.2 故障分析 对油中溶解气体测定结果的故障分析一般可按照以下步骤分析判断：2.2.1 规程标准规程标准中给出的 110千伏变压器油中气体含量注意值 是：总烃150卩L/L,乙炔5卩L/L,氢气150卩L/L。从表1可 以看出，该变压器油中总烃、乙炔和氢气含量超过规定标准 值。2.2.2 特征气体的产气速率设：2013-3-28测试总烃值

9、为 C2=221.29卩L/L;2012-3-20测试总烃值为 8=84.73卩L/L;t=12 个月；所以：n = （ C2-C1） /C1?t X 100%=13.43%/月 10%/月（规 程标准值）；说明变压器确存在异常。2.2.3 三比值法判断使用2013-6-26的试验数据进行计算：氢气=22.77卩L/L; 甲烷=86.56 卩 L/L;乙烯=138.12 卩 L/L;乙烷=25.54 卩 L/L; 乙 炔=0.38 卩 L/L;所以：乙炔 /乙烯 =0.0033 ， 则编码为： 2乙烯 / 乙烷 =5.413， 则编码为： 2经编码判断022的故障类型为高于 700 C的高温过

10、热。2.2.4 二氧化碳 /一氧化碳法计算判断 判断过热故障是否涉及固体绝缘材料，可进行二氧化碳与一氧化碳的比值计算，数值采用 2013-6-26 数据：二氧化碳=937.43卩L/L; 一氧化碳=146.89卩L/L;二氧化碳/一氧化碳=6.38 7;判断设备过热点未涉及到固体绝缘材料，但过热致使绝 缘油老化、受热分解。2.2.5 油色谱结合负荷综合分析 变压器长期过负荷运行也会导致导电回路发热，变压器油受热分解等严重问题。若内部存在连接或接触不良故障， 则运行缺陷发展速度与负荷大小成正比关系，电流越大，变 压器油分解气体产气速率越快。结合 2013 年度负荷曲线分 析认为油色谱增量和曲线没

11、有关联，可排除电流致热型故障。 （图 1 、图 2）2.2.6 结合电气试验综合分析 当变压器内部存在过热故障时，变压器导电回路与非导 电回路的故障两者温度接近，油中产生的故障气体组分的特征两者较相似；利用含量比较法、产气速率法和三比值法等方法只能判断变压器的故障程度或发热点的温度范围，而无 法判断故障具体位置，确认故障的具体部位应进行针对性的 停电电气试验。试验表明变压器绕组直流电阻、介损、铁芯接地电流、 本体及附件红外测温均无异常。可排除分接开关动静触头接 触不良、引线接头虚焊、线圈股间短路、引线过长；包扎绝 缘损伤引起导线相接触产生环流发热；超负荷运行、绝缘材 料膨胀、油道堵塞引起散热不

12、良等可能性，也可排除铁芯片 间短路、铁芯与穿心螺钉短路造成涡流发热。未排除漏磁引 起的油箱、铁芯夹件、压环等局部过热等故障。2.3 故障的确定初步分析认为该变压器过热缺陷不涉及固体绝缘，不涉 及导电回路，属于疑似磁路且大于 700 C高温故障。为避免 缺陷长期潜伏造成变压器事故的发生，将该变压器返厂后进 行了吊罩检查发现铁心夹件上梁低压侧 2、4 根侧面有烧伤 痕迹，对应油箱大盖处有烧伤痕迹。变压器厂家答复该型变 压器属于早期产品，箱盖与上梁跳高过近，发热部位因磁场 不均匀引起的漏磁，导致局部过热。 （图 3、图 4）3 结论 电力变压器内部过热潜伏性故障的及早发现，可以避 免设备损坏，提高供用电可靠性，更好的服务于用户生产生活和社会经济发展。 绝缘油色谱分析犹如对人体血检一样重要，可以诊断出变压器过热缺陷的属性，也适用于电力系统用油浸式电抗 器，对从事电气运维检修人员分析判断类似故障判断有一定 的借鉴作用。 变压器内部磁场局部分布不均匀也会导致变压器局 部过热，对变压器设计、监造工作提出更高更新的要求。漏磁引起的变压器内部过热故障不多见，仅凭单项试验 不能做到十拿九稳，准确率不到 50%。需通过海量的变压器 运行工况、历年检测数据相辅相成方能有效分析