变压器油中溶解气体在线监测技术的220kV主变故障分析及处理谢晓华

变压器油中溶解气体在线监测技术的220kV主变故障分析及处理谢晓华

谢晓华

（广东电网公司清远供电局511500）

摘要：变压器是电力系统中最主要设备之一，其运行的稳定、可靠性直接影响整个电力系统的安全。为了保证电网的安全、稳定，需要对主变的绝缘进行监视和诊断分析。主变油中气体的含量和成分能及时有效地反映出电力主变内部的故障情况。

关键词：变压器；在线监测；故障分析

变压器油中溶解气体在线监测技术弥补了对绝缘油进行定期取样和分析的不足，能及时发现变压器内部早期故障的发生和演变过程，及时发现潜伏性故障。该技术能提供实时监数据，为采取何种应对措施给予有力的决策依据，为保证主变安全经经济运行发挥积极作用，是保证电网系统安全经济运行的重要手段。

过去由于受试验条件和试验周期的限制，油样分析只能定期在实验室进行。在采样周期间隔中，无法对变压器油中溶解气体进行有效监测。然而，变压器油中溶解气体在线监测技术的应用弥补了离线色谱监测受监测周期影响的缺陷，既可及早发现变压器内部潜伏性故障，又将有利于减少变压器运行过程中的突发故障，同时还可监测变压器运行中的变化规律，大大提高了变压器的运行可靠性和安全性。本文以220ｋＶ保城变电站２号主变潜伏性故障被及时发现和处理为例，对变压器油中溶解气体在线监测技术实际应用进行详细分析和介绍。

1、变压器的故障情况

220ｋＶ保城变电站２号主变为奥地利ＶＡＴＥＣＨ伊林电气公司1999年生产，2000年4月投入运行。该主变自投运以来运行状况良好，在历次实验室油色谱分析中未见异常。直到2007年10月9日，实验室油色谱分析发现总烃含量增速加快，含量达到94.85μL/L。为加强对２号主变的运行监测，2008年4月，在２号主变上安装了河南中分公司3000型色谱在线监测系统，对２号主变油中溶解气体发展情况进行实时监测。

1.1、故障发现

从2008年4月开始，油色谱在线监测系统显示总烃含量呈明显上升趋势。2009年4月份开始，总烃含量增长速度再次加快，2009年4月2日，总烃含量达163.4μL/L，已超出“规程”中的注意值105μL/L与此同时，2009年5月到2009年６月这段时间的绝对产气速率为57mL/ｄ，已大大超过了“规程”中的注意值12mL/ｄ。2009年6月23日，总烃含量高达252.25μL/L，这表明设备故障有恶化趋势。氢气、各烃类气体、总烃浓度历次测试数据如表1所示。

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表１.２号主变2006-2009年油中溶解气体、总经浓度测试数据

1.2、故障分析

参照《变压器油中气体分析和判断导则》，对表１中的数据采用三比值法计算均属故障类别0，2，2，初步判断，220ｋＶ保城站２号主变内部有高温过热性故障（高于700℃），变压器内部可能存在如分接开关接触不良、引线夹件螺钉松动或接头焊接不良、祸流引起铜过热、铁心漏磁、局部短路、层间绝缘不良、铁心多点接地等故障。

在初步判断主变内部存在高温过热性故障的基础上，深入分析了6月18日至6月23日的监测数据，发现2009年6月22日，安装于立新站２号主变的油色谱在线监测系统显示，气体含量出现了突变增长，具体数据如表２所示。6月22日与6月21日的数据相比，总烃含量增加了46μL/L。计算绝对产气速率和相对产气速率分别为40mL/ｄ及400％以上（按48ｈ计算），严重超过相应的注意值（分别为0.5mL/ｄ和10％）。为了排除在线监测装置故障的可能性，6月23日对220ｋＶ保城站２号主变进行了离线色谱分析，所得结果与在线监测的数据基本吻合。

1.3、措施

鉴于２号主变带重要负荷无法立即停运，同时正处于迎峰度夏期间，温度和负荷均为全年最高的时候，为防止故障点进一步扩大，采取了积极的应对措施。

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（1）严格控制２号主变的负荷在140ＭＶＡ以下的运行，密切监视２号主变的负荷情况，如负荷超过该控纖时立即向当值调度员反映；

（2）任何时候均要求投入２号主变所有冷却器，如冷却器有异常时及时报缺陷处理；

（3）每日对２号主变的三侧套管进行红外线测温工作；

（4）为了实时掌握油色谱试验情况，将２号主变油在线监测裝置测试周期改为每日三次，同时JF启油色谱测试结果手机短信通知功能，测试结果异常时立即短柄汇报；

（5）如油在线色谱测试结果出现异常时要求取油样做离线油色谱测试进行对比。

由于故障发现及时，分析准确，措施落实到位，在迎峰度夏期间，2号主变油色谱总烃数值稳定在300μL/L左右。

2、变压器返厂检查

为避免220ｋＶ保城站2号主变潜在的安全运行风险，决定结合220ｋＶ保城站增容扩建基建工程更换该主变，并将退运的2号主变返厂大修。2010年1月，经返厂吊心检查后发现：2号主变变高Ａ、Ｂ相出线处的导线没有接直，形成弯曲搭接现象，弯曲搭接部分形成了分流，搭接部分又严重接触不好，长期发热，导致出线有断股现象。检查表明，变压器油中溶解气体在线监测系统所检测的数据是可罪的，由此进行的故障性质及故障发展趋势的判断也是准确、及时的。

3、结束语

综上所述，变压器油除了起绝缘和冷却作用外，还是变压器内部缺陷信息的载体，基于变压器油中溶解气体的色谱分析可以发现变压器的潜伏性故障。事实表明，很多变压器事故住往形成很快，在几天或几周内就可能发展形成恶性状。因此实时快速监测变压器油中溶解气体的变化情况对及时发现变压器内部故障具有重要的意义。

参考文献：

［1］董其国.电力变压器故障与诊断［Ｍ］北京：中国电力出版社，2001.

［2］王竟慧.一起王变故障的分析处理；高电压技术，2005.31.（7）