摘要：针对一起变压器油乙炔超标的案例，对变压器进行故障分析。先通过改良三比值法定性变压器有高温过热故障，再通过直流电阻测试发现有载分接开关存在异常，分析了故障原因，提出了相应的处理办法。
关键词：油中溶解气体分析；直流电阻；有载分接开关
1、变压器油色谱异常的过程
某站2#主变（SFSZ7-150000/220），为1993年7月1日出厂，1993年12月1日投运，历年来运行一直正常，直到2017年4月21日的例行检查，油色谱分析发现油中含有乙炔2.4μL/L，总烃达到134.6μL/L，特征气体出现明显增长，但未超注意值，决定继续跟踪。
一直监测到2018年5月4日，乙炔一直趋于稳定，乙炔含量在2.2μL/L左右，但总烃一直在增长，达到248.6μL/L，也趋于稳定。
到2018年6月29日，乙炔突然快速增长到4.5μL/L，总烃达到415.2μL/L，远超注意值。到2018年7月12日，乙炔达到6.6μL/L，总烃达到649μL/L。但在这个过程中，一氧化碳和二氧化碳一直稳定，没有明显变化。
2 试验分析
2.1变压器油色谱试验数据变化过程见表1.
表1 油色谱分析数据（μL/L）
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2.2 直流电阻测试
7月14日停电，通过直流电阻测试，中，低压的直流电阻比较稳定，没有发现异常。高压侧直流电阻在正分接时，B相直流电阻与A、C两相的直流电阻明显存在差异，数值比其它两相都大，其数值如表2。
表2 高压直流电阻测试结果
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但多次转动分接开关后，B相直流电阻又恢复正常，数值在合格范围内，说明有载调压开关存在接触不稳定情况，另外，通过油色谱数据和变压器负荷情况结合分析，发现油色谱的特征气体随着变压器负荷上升增加明显，说明接触部位的故障特征更加明显，通过以上分析，变压器有载调压开关是油色谱数据异常的重点怀疑对象，决定变压器回厂吊罩检查。
3根据油色谱分析进行故障判断
1）按照GB7252-87《变压器油中溶解气体分析和判断导则》推荐的三比值法：C2H2/C2H4 =6.6/416.1=0.0158，编码为0；CH4/H2 = 176.6/109.7=1.6；编码为2；C2H4/C2H6 =416.1/49.7=8.3；编码为2。组合编码为0，2，2，对应的故障性质为主变压器内部有高于700℃的高温过热故障。
2）在试验误差范围内，油中的CO及CO2 含量并未发生明显变化，若发热部位涉及绕组的纸绝缘，油中CO及CO2 的含量会迅速增加，所以初步判断发热部位为裸金属高温过热。
3）按照实际应用的四比值法：CH4/H2 = 176.6/109.7=1.6；编码为1；C2H6/CH4 =49.7/176.6=0.28，编码为0；C2H4/C2H6 =416.1/49.7=8.3；编码为1；C2H2/C2H4 =6.6/416.1=0.0158，编码为0；。组合编码为1，0，1，0，对应的故障性质为主变压器内部有环流及（或）连接点过热。
根据分析，结合变压器内部结构，基本可以排除变压器绕组故障的可能，变压器内部能产生700℃以上高温的裸金属过热的点，也就是铁心多点接地或局部短路；磁通集中引起的铁心局部过热；分接开关引线接头接触不良；铁心和外壳产生涡流；低压引线与套管铜掌接触不良。但由于这台变压器是偶发性故障，基本可以排除磁通集中引起的铁心局部过热，及铁心和外壳产生涡流，这两项故障如果存在，就会是常态性的，变压器一投运，故障就存在，这显然不是这台变压器的故障表现。
但多次转动分接开关后，B相直流电阻又恢复正常，数值在合格范围内，说明有载调压开关存在接触不稳定情况，另外，通过油色谱数据和变压器负荷情况结合分析，发现油色谱的特征气体随着变压器负荷上升增加明显，说明接触部位的故障特征更加明显，通过以上分析，变压器有载调压开关是油色谱数据异常的重点怀疑对象，决定变压器回厂吊罩检查。
4吊罩检查情况
通过变压器入厂吊罩检查，发现有载调压开关B相存在故障点，故障点位于极性分接选择器B相K线头（也就是高压线圈的尾线）连接开关的定触头和极性分接选择器连接正极性时的动触头的耦合位置，定触头为圆柱形，整个定触头的圆柱面在接触部位都存在过热痕迹，银色的圆柱面烧灰烧黑。如图1。
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图1定触头 图2 下铜排，负极性位
在该位置跟定触头耦合的动触头为上下两块限位铜排，在耦合位，下面铜排的上表面和外正面，都可见到严重过热烧黑的痕迹；在上面铜排的下表面耦合位，也可见到铜排明显烧黑的痕迹。表明开关在接正极性时，存在接触性的过热故障。如图2、图3。
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图3 上铜排 如图4 开关接正极性
当极性分接位置选择器接负时，极性分接选择器的动触头往负极性方向移动，极性分接选择器的定触头和动触头在新的位置耦合，原来动触头烧黑的耦合点也向负极性位置移动，动触头的烧黑点完全露出来，清晰可见。在负性位置耦合时，极性分接选择器的动触头在耦合位表面没有发现过热现象，也未见动触头表面烧黑。有的只是定触头原来的烧黑。表明开关在接负极性时，是正常。如图2、图4。
开关其它检查正常，开关油桶不存在渗漏问题。高压三相直流电阻也正常。变压器内部其它检查未见异常。
5结束语
通过油色谱分析判断及变压器吊罩检查情况表明，变压器有载调压分接开关极性分接选择器在接正分接时，B相k线头动静触头耦合位烧伤痕迹，与油色谱化学分析结果-裸金属高温过热故障相吻合。认为有载分接开关极性选择器与B相高压绕组连接的动、静触头间存在接触不良，在运行电流下发生局部高温过热是2#主变油色谱异常的直接原因，且随着运行负荷的增大，电流增大，故障特征表现越严重。
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.2000
[2]操敦奎.变压器油中气体分析诊断与故障检查[M].北京：中国电力出版社.2005
[3]GB/T7252-2001.变压器油中溶解气体分析和判断导则.中国水利水电出版社，2003.
论文作者:何志伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签：变压器论文; 极性论文; 色谱论文; 故障论文; 触头论文; 电阻论文; 乙炔论文; 《电力设备》2019年第21期论文;