一起220kV变电站主变套管油色谱异常分析

一起 220kV 变电站主变 套管油色谱 异常分析

姚浩鹏

广东电网有限责任公司汕头供电局 广东汕头 515000

摘要：针对汕头广兴站220kV广兴站#2主变停电开展周期预试、保护定检和规范化检修工作过程中，高压试验班在对#2主变变中套管预试发现#2主变变中B相套管末屏对地绝缘电阻测试数据为0MΩ，同时发现末屏外壳测量端子盖内有轻微放电痕迹。因此，通过查清220kV广兴站#2主变变中B相套管末屏绝缘电阻值为0MΩ的原因，保证了设备安全稳定运行。

关键词：220kV变电站；主变套管；油色谱异常；原因分析

一、前言

变压器是电力系统的重要枢纽结构，是电网安全运行的保障。鉴于此，必须选择质量好、工作效率高、安全性能佳的变压器。除此之外，还要密切关注变压器的运行状况，针对经常发生故障的设备，给予及时的检修和维护。当前，在变压器故障处理中，色谱分析法使用的比较多。本文结合工作实践，对变压器绝缘油色谱异常的原因进行分析，然后结合相关的经验，介绍了色谱分析法在故障处理中的具体应用。

二、故障发现与分析

2020年3月17日，220kV广兴站#2主变停电开展周期预试、保护定检和规范化检修工作过程中，高压试验班在对#2主变变中套管预试发现#2主变变中B相套管末屏对地绝缘电阻测试数据为0MΩ（如下表1），同时发现末屏外壳测量端子盖内有轻微放电痕迹。

表1、 #2主变变中套管末屏对地绝缘试验数据

中压套管	Am	10000+	10000+
	Bm	10000+	0
	Cm	10000+	10000+
	Om	10000+	10000+

由于#2主变变中套管设计上采用油-油套管结构，即套管整体沉浸于主变本体油中运行，因此油色谱分析试验仅能对变压器本体油取样试验，无法对套管内油取样试验。#2主变本体油进行油色谱分析结果显示正常（如下表2）。

表2、主变本体油色谱测试值

经联系变压器生产厂家反馈#2主变变中B相套管相关试验数据，变压器生产厂家根据试验的数据，判断#2主变变中套管可以恢复运行。2020年3月19日，220kV广兴站#2主变暂时恢复运行,同时要求厂家后续到场对套管进行进一步检查和试验，查清220kV广兴站#2主变变中B相套管末屏绝缘电阻值为0MΩ的原因。

4月12日再次将220kV广兴站#2主变停电，回收变中套管外本体绝缘油，悬空套管末屏引出线直接进行对地绝缘电阻测试，绝缘电阻值依然为0MΩ。

同步进行A、B、C三相套管内绝缘油取样油色谱分析试验。结果发现A相正常，B相套管内绝缘油乙炔、总烃超注意值，C相套管内氢气、总烃超注意值，确认#2主变不具备恢复送电条件。试验数据如下表3。

表3、 #2主变变中套管油色谱报告

三、缺陷设备信息（如下表4）

表4、220kV广兴站#2主变设备信息

四、 缺陷处理过程

（1）缺陷处理

对B、C相旧套管本体、末屏、引线等部位均进行仔细检查，外观正常，套管整体未见烧蚀、缺损、破裂痕迹，套管末屏引出线绝缘未有破损、线体未见散股、绝缘距离过近等情况。油-油套管末屏内部未见引线焊点松脱，末屏内部引线与末屏引出芯子紧固螺丝无松动。除B相套管末屏测量端子盖内存在轻微烧灼外，末屏相关各法兰面及瓷套未见烧蚀、残缺、裂纹痕迹，内部引线未见断线。B相油-油套管更换为玻璃钢套管过程中发现变压器绕组引出线固定卡销断裂（如下图1）。

套管末屏检查后复装，对两相套管再次进行试验。测得B相油-油套管介损值0.105%、电容值180.2pF，C相油-油套管介损值0.144%、电容值178.8pF，两相套管数值均在合格范围内。测得C相套管末屏对地绝缘值32.5GΩ，绝缘正常不变。但B相套管末屏对地绝缘值发生恢复，测得末屏对地绝缘值16.2GΩ。

图1、B相套管断裂卡销

4月30日，已将#2主变变中B、C相油-油套管更换为玻璃钢电容式套管。套管更换主变回充油后，对#2主变本体油取样分析、测量#2主变变中套管介损及套管电容量，试验结果均正常。5月7日，#2主变完成消缺送电。

2020年12月，化学试验班在开展220kV广兴站主变油色谱在线监测装置专业巡视时再次发现#2主变油中溶解气体组分含有乙炔突然上升（如下表5）。为彻查异常原因，化学试验班通过跟踪、取油样色谱分析对比（如下表6），判断B相套管存在异常放电故障，停电检查发现该套管末屏密封、接地不良，引出端子已放电烧蚀。成功避免了一起套管末屏放电引发的220kV主变严重故障。

表5、 #2主变本体油色谱在线测试值

表6、 #2主变变中套管三相值

五、结语

综上所述，根据化学专业对B相、C相油-油套管内部油油色谱分析结果，判断B相套管内乙炔、总烃超注意值可能为该相套管内放电造成。C相套管油样中氢气、总烃超注意值可能原因为套管内部发生过高温。

变压器生产厂家原先判断，导致B相套管末屏绝缘数据异常及套管内绝缘油色谱分析异常的原因可能来自套管末屏。现场检查中，除B相套管末屏测量端子盖内存在轻微烧灼外，套管其余部位外观检查均正常。B相油-油套管末屏在检查后，末屏对地绝缘值恢复至16GΩ，原因可能是套管内部接线触碰外壁或末屏瓷套绝缘下降导致。

油-油套管结构隐蔽，常规周期性试验只能对主变压器本体油进行取样，无法对套管内绝缘油进行取样。根据上文中套管试验结果，常规电气试验中的套管介损值、电容值试验均无法反映套管内状况。若当末屏对地绝缘电阻发生降低时，无法通过末屏对地绝缘测试区分套管末屏绝缘下降或是末屏引出至外壳的测量端子绝缘发生下降。但由于此次试验主变的特殊结构，主变套管油通过电缆仓与主变油相连，套管油在长期运行下会渗透进主变，造成主变油产生乙炔从而危害主变正常运行。在电气试验无法得到缺陷结论的情况下，运用变压器油色谱试验，能够较为准确地判断出设备缺陷状态。