（国网浙江省电力公司宁波供电公司 浙江宁波 315000）
摘要：本文针对某变#1主变近内故障扰动引起的变压器内部故障，通过绝缘油气的在线监测装置告警，检修人员迅速对该主变进行跟踪分析。运用油色谱分析结合电气试验，分析故障类型和故障发生部位。为该类变压器故障的诊断处理提供借鉴。
关键词：变压器；在线监测；油色谱；电气试验
Abstract: This article is about the internal fault of power transformer caused by the disturbance of external fault of Fangqiao #1 main transformer. Maintainers immediately tracked and analyzed the main transformer with the alarm of online monitoring device of insulative oil gas. Then, by analyzing oil chromatography and conducting electrical test, the type of fault was analyzed and the position of fault was located. It provides a reference for analyzing and dealing with the fault of this type of transformer.
Key words: power transformer; online monitoring; oil chromatography; electrical test
1引言
电力变压器是电力系统的核心设备，它的稳定运行对于电网的安全可靠有着重要的意义。常规的绝缘油中溶解气体的分析判断能够有效的预测变压器内部潜在故障，是现场变压器故障诊断的重要手段。这些游离于变压器油中的气体与故障类型及故障严重程度密切相关。
本文通过对某台故障变压器油色谱分析，结合电气试验，更有利于判断故障的具体类型和发生部位，为此类变压器故障的诊断分析提供借鉴。
2事故发生及处理过程
我公司110kV某变#1主变，是某变压器厂生产的SZ9-40000/110，2006年12月投入运行，故障发生前已经稳定运行8年。2015年5月9日， #1主变差动保护动作。10kV低压开关(KYN44-12/055G)发生绝缘性击穿，放电导致开关b、c相短路烧毁。5月9日的油色谱在线监测数据显示C2H2含量为2.59μL/L，较之2014年11月份的数据0.83μL/L有较大幅度的升高。根据《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，应对乙炔含量进行追踪[1]。
2015年8月10日，C2H2含量上升至9.65μL/L，增长速度过快，总烃气体含量达到39.19μL/L.。根据特征气体法，可以初步判定为油中放电故障。为了进一步确定故障类型，运用三比值法来判断变压器内部故障类型（所有计算数据都以2015年8月10日试验为依据）：C2H2/C2H4=1.23，CH4/ H2=0.40，C2H4/C2H6=3.07。依据三比值法编码规则，比值范围的编码是102，故障类型判断为电弧放电。而C2H2/ H2=0.202<2，可以认为有载调压无污染的迹象。此外，对于油中CO和CO2含量的小幅增长，在固体绝缘的正常老化过程和故障情况下的劣化分接没有严格的界限，规律不明显。根据试验数据CO2/CO=2.55<3，怀疑故障涉及到了固体绝缘。针对5、6月份 C2H2含量小幅波动且较8月份无明显增大，怀疑电弧放电有间歇性。8月份主变负荷陡增，C2H2含量增加显著。最终该主变于2015年8月14日退出运行。
2015年8月15日，我公司相关技术人员对#1主变进行了故障性判断试验检测，试验项目包括：低电压短路阻抗试验、夹件绝缘电阻试验、交流耐压试验、绝缘电阻、吸收比或极化指数试验、绕组tgδ试验、绕组变比试验、绕组直流电阻试验、铁心绝缘电阻试验、有载调压装置的试验检查。检测发现主变低压侧直流电阻值与出厂报告相比偏差较大，其值为a-b 6.14mΩ，b-c 6.33mΩ，c-a 6.18mΩ，误差2.98％。依据DL/T596－1996《电力设备预防性试验规程》规定，1.6mV•A以上的电力变压器相电阻不平衡率不大于2％，线电阻不平衡率不大于1％。其他试验数据均无异常[2]。低压侧线圈为△接法，有：
Ra=9.213(Ω) Rb=9.097(Ω)
Rc=9.675(Ω)。相电阻不平衡6.36%。
从以上数据分析，低压侧c相线圈回路或引线存在接触不良等问题。对于低压侧线圈，造成三相直流电阻不平衡率过大的原因有：
1.引线和多股并绕线圈焊接处接触不好或者其中一股或多股虚焊。
2.变压器c相套管中引线和导杆接触不良。
3.c相线圈存在断饼（匝）现象。
1返厂检修及故障原因分析
首先检查导电杆和引线，直接从低压引出线上部测直流电阻，测得其三相间直流电阻不平衡率仍为2.96％。因此判断故障点在低压绕组出线端或低压线圈内部。接着检查线圈与软铜带的焊接情况。分别拆除c相线圈与铜带的上端焊点和下端焊点，测试直流电阻。测得直流电阻不平衡率依然在2.9％以上。9月1日对低压侧c相线圈进行解体检查。经检查发现低压c相线圈31饼（匝），第一股与第二股之间出现明显的放电性烧损，其中第一股外侧烧损造成断线4根，第二股内侧烧损造成断线2根，总共断线6根，与之前试验计算值吻合。该主变低压线圈采用4股每股21根，每饼（匝）为84根并联绕制，每饼（匝）之间设有燕尾绝缘垫块，起油道和匝间绝缘作用。此故障为绕制导线相互间绝缘损坏，造成并绕导线股间烧损。
图2.故障线圈
图2可见断线位置正好处于第一段第一饼（匝）换位部位，绕制时有外部机械力作用。主变在运行时线圈要承载较大的电流。制造工艺的差异，使线圈换位部位电动力和热承载能力受到冲击，造成股间绝缘的弱化[3]。
低压开关发生b、c相短路故障，相当于主变b、c相出口短路，此时测得低压侧短路电流达到1370A，是允许稳态短路电流1456.9A的94%，瞬时短路电流将超过此电流，该短路电流电动力对线圈和器身有一定的冲击。原本绝缘弱化的换位部位在短时较大电动力作用下，造成绝缘击穿，引起了股间电火花放电，烧损线圈。线圈间产生电位差，形成低能量的放电。在故障发生后主变仍投入运行，油中C2H2含量不断上升。
处理措施
更换低压c相线圈。对上铁轭损伤的硅钢片按高一等组更换。主变器身重新回炉脱气干燥，对变压器油进行过滤至合格。主变修复后，产品按大修标准验收。
结束语
本文对一起由线路短路故障扰动引起的变压器内部故障进行分析。当发现油中某种气体含量出现异常时，应引起注意，加强跟踪分析，并进行电气试验和各种检查等综合分析判断故障类型和性质。出现绝缘薄弱点是由于材料制造过程中的各种原因以及采用“连续换位”的线圈绕制方式的不合理性造成的。为此，在修复中，要兼顾经济学、可靠性原则，内衬高强度硬纸筒，纸筒与铁心间填充实，对更换的绕组要求采用屈服极限&0.2为15N/mm2 的电磁线，以提高绕组幅向强度。
参考文献
[1]贾瑞军等.《变压器油中溶解气体分析和判断导则》
[2]王世阁，钟洪壁.电力变压器故障分析与技术改进［M］北京：中国电力出版社，2004
[3]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.
论文作者:赵鲁臻,吕涛
论文发表刊物:《电力设备》2016年第5期
论文发表时间:2016/6/16
标签：故障论文; 线圈论文; 变压器论文; 低压论文; 电阻论文; 绕组论文; 气体论文; 《电力设备》2016年第5期论文;