关键词：变压器；油色谱分析；故障诊断
1引言
大型变压器设备主要采用油纸绝缘结构，油中溶解气体的油色谱分析法是诊断变压器内部潜伏性故障的有效方法。本文介绍了一起500kV变压器油色谱异常故障，通过跟踪油色谱数据的变化，准确的判断了设备故障的性质，最终通过解体分析验证了故障的原因。
2设备基本情况
某500kV变电站3号主变压器型号为ODFPS-334000/500，额定容量为334000/334000/80000kVA，额定电压515/√3/230/√3±2×2.5%/36kV，出厂日期为2005年11月，投运日期为2006年6月。2015年停电检修及后续油色谱跟踪数据正常。
2.1缺陷发现情况
2017年8月12日，通过油色谱在线监测发现某500kV变电站3号主变A相本体绝缘油乙炔含量为2.91μL/L，超过规程要求（要求值≤1μL/L），8月13日专业人员分别使用PD-CHECK（北京深蓝）高频局放仪和T90局放综合测试仪进行了高频局部放电检测，未检测到异常放电信号。检测结束后，对该变压器开展24小时不间断局放监测，未发现异常放电。
根据油色谱在线监测装置发现其特征气体含量在8月12日有较大增长，8月13日至15日数据基本稳定。各项特征气体无明显增长。测试油中含气量为2.89%，微水为8.9mg/L，满足规程要求。
8月1日至变压器油中发现乙炔，主变高压侧、中压侧均无相关操作，低压侧无功设备正常投切，所有设备保持全方式运行，无功设备正常投切，3号主变负荷最大在8月8日为56万。主变各侧避雷器未动作，未发生近区短路及过负荷情况。
主变的三台油泵均绝缘大于500MΩ，红外检测潜油泵无异常摩擦发热。分别切换不同冷却器，同时监测局部放电，三组冷却器切换后未发现异常放电。排除了潜油泵故障引起的绝缘油乙炔增长。
2.2初步原因分析
根据特征气体分析法，本次故障主要气体为H2、C2H2，其他气体没有明显变化，因此判断故障类型为油中火花放电。
根据《变压器油中溶解气体分析和判断导则》的改良三比值法，计算得到特征气体的三比值编码为022或021，故障类型为高温过热(高于700℃)或中温过热(300～700℃)。同时根据《导则》中“溶解气体分析解释表”(见表1):
表1溶解气体分析解释表
.png)
计算三比值编码为C2H2/C2H4=1、CH4/H2=0、C2H4/C2H6=2，判断为低能放电，参考故障为引线对电位未固定的部件之间连续火花放电，分解抽头引线和油隙闪络，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等。
从3号主变A相油中特征气体连续跟踪情况分析，可基本判断为间歇性或一次性火花放电，因为CO、CO2没有明显增长，因此缺陷未涉及固体绝缘；但判断3号主变A相内部状况已发生变化，考虑到目前暂无合适的备用相，并且监测数据无明显增长，暂时监测运行，同时要求加强主变状态跟踪监测。油色谱在线监测数据保持4小时一次，在线监测数据无异常的情况下，离线监测周期调整为一周一次，如在线监测数据异常，及时开展离线检测。
3停电现场检查及分析
3.1现场检查情况
2018年4月1日至15日停电利用备用相对该主变进行了更换。4月2日现场对缺陷主变进行了钻检，检查发现：
（1）铁芯上铁轭靠近中柱的下拉带，一端拉带屏蔽罩固定螺栓脱落，屏蔽罩与夹件接触，并有放电痕迹。
（2）拉带的另一端接地线烧断，屏蔽罩与夹件上都有放电痕迹。
（3）屏蔽罩固定螺栓及垫片已掉落。
其它位置检查未见异常。
3.2缺原因分析
导致缺陷的直接原因是：铁芯上铁轭靠近中柱的一条铁心拉带屏蔽罩紧固螺栓松动脱落，造成屏蔽罩同夹件连通，使拉带、接地线、夹件、上撑板形成闭合回路，此回路内通过上铁轭磁通电磁感应产生电压，瞬间在闭合回路中通过较大的电流，造成屏蔽罩与夹件、螺栓之间放电，导致拉带接地线烧毁。
螺栓脱落原因分析：通过对取出的紧固件检查发现，紧固用的防松蝶簧安装方向倒置，导致蝶簧形变量变小，从而使得防松效果弱化，长时间运行中在铁芯振动等因素影响下脱落。
4结论和建议
本文中针对某500kV主变压器在运行中出现的油色谱异常缺陷进行了及时的分析诊断，对缺陷进行了在线油色谱，局放在线检测等跟踪检查，根据缺陷的发展对变压器进行了现场解体检查，发现了主变内部拉带屏蔽罩螺栓脱落，造成一次性放电，油中产生了乙炔等特征气体，通过返厂分析，造成屏蔽罩脱落的原因为固定螺栓碟簧安装方向倒置，使放松效果弱化造成。
建议厂家做好类似施工工艺控制，针对类似部位做好检查记录，彻底消除了故障隐患。运维人员做好油色谱在线监测装置的数据检查，发现异常及时分析确认，避免设备缺陷发展为故障。
参考文献：
[1]变压器油中溶解气体分析和判断导则:GB/T7252-2001［S］．
[2]胡然,罗维,王瑞珍,等.一台新投运500kV变压器油色谱异常的缺陷诊断和处理[J].高压电器(5):145-149.
[3]牛丽丽,曲童,高健,等.一例500kV变压器局部放电超标问题的分析与处理[J].变压器,55(09):81-84.
[4]李永锋.500kV变压器在线监测技术的应用研究[D].华北电力大学（北京）,2009.
论文作者:邵婧
论文发表刊物:《当代电力文化》2020年1期
论文发表时间:2020/5/6