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摘要:应用气相色谱分析技术可对充油电力设备的内部故障进行及时、准确的诊断。对溶解于油中的气体展开科学的分析，可及时找出设备内部存在的潜伏性故障，并跟踪、监视故障的发展情况。500 kV某变电站P2B号主变压器的油色谱试验结果显示，中压侧B相套管的乙烷含量超标。通过分析该套管历年的试验数据及红外巡检情况，根据相关国标及行标判断该套管存在中温过热现象，建议立即更换。
关键词:主变压器套管；油色谱；红外检测
2017年4月，500KV某变电站P2B号主变压器停电检修，按照当地电网反事故措施要求，对该主变压器套管进行油色谱试验。油色谱试验结果显示，P2B号主变压器220 kV侧B相套管油中的总烃含量达671.0μL/L，其中甲烷63.9μL/L，乙烷511.5μL/L，乙烯95.5μL/L，与另外两相试验数据相比明显偏大。对该套管再次进行油色谱试验，复核测试结果与前次测试值基本一致。为保证设备的安全运行，对该套管缺陷情况进行分析并提出处理建议。
1试验情况
1.1电气试验
2012-2017年P2B号主变压器220 kV侧B相套管绝缘电阻、电容量及介损的4次试验数据见表1(包括本次检修的试验数据)。表1中的试验数据均符合电力设备预防性试验规程要求，由此可以排除套管内部电容屏整体受潮或屏间绝缘击穿的可能性。
1.2油色谱试验
P2B号主变压器套管的油色谱试验数据见表2，根据表2的试验数据可知：
1)该主变压器高、中压侧6支套管除220 kV侧B相套管外，其它5支套管未发现故障气体含量异常，油中总烃含量为11-28μL/L， 6支套管的油中水分含量均满足运行设备的质量标准。
2) P2B号主变压器220 kV侧B相套管油中存在含量较大的故障气体，总烃含量达到671μL/L，主要以乙烷、乙稀、甲烷为主，分别占总烃组成的76%、14%和10%；未发现乙炔，氢气含量也处较低水平。
表二 2017年4月19日P2B号主变压器套管油色谱实验数据
2原因分析
1)根据电气试验结果，P2B号主变压器220 kV侧B相套管主绝缘良好，电容量及介损值数据未见异常。
2)从故障气体种类分析，P2B号主变压器220kV侧B相套管油中烃类气体主要是乙烷，其次是甲烷和乙烯，根据GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，判断该套管存在150-500℃的中温过热现象；另一方面，根据表2数据可知该套管油中CO2的含量也高于其它5支套管，这反映出运行时该套管内部绝缘油较其它5支套管受到更高的热辐射。
3）GB /T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》, GB /T 17623-1998《绝缘油中溶解气体组分含量气相色谱测定法》、DL/T 596-2005《电力设备预防性试验规程》以及南方电网企业标准QCSG 10007-2011《电力设备预防性试验规程》中对电容型套管油色谱分析特征气体的规定见表。
根据表3的气体含量注意值，可以判断套管绝缘油是否存在放电现象，但无法判断套管是否存在过热现象。该套管绝缘油油色谱试验数据虽未达到表3规定的注意值，但甲烷、乙烷、乙烯含量与同时投运、类型相似设备的测试结果比较明显偏大，分别是其它两相套管的5倍、170倍和60倍。根据GB/ T 24624-2009《绝缘套管 油为主绝缘（通常为纸）浸渍介质套管中溶解气体分析（DGA）的判断导则》中有关溶解气体分析判断方法，该套管油中乙烷与乙烯的比值为5.3，大于参考值1，表明该套管存在油中过热问题。综上所述，根据三相套管之间的横向比较结果和油中故障气体含量分析，判断该套管内部存在过热型缺陷。由于套管中的中温过热点的热辐射很大一部分被油纸和瓷套管吸收，红外测温结果主要体现的是套管接线柱的温度，因此通过红外检测未能发现该套管存在过热现象。
3故障处理
鉴于以上分析，该主变色谱分析不合格的主要原因是由于高温过热油分子烃类键断裂而产生大量的烃类气体，当故障点温度上升到700℃以上时，主要产生H2, C2H4, CH4 (其中CH4约是C2H4的2/3)及少量的C2H2，造成总烃超标。其最常见的部位多在分接开关或高低压引线处，考虑到故障的不断发展，尤其在2015年9月27日以后，产气率迅速增加，于是在国庆期间进行了主变大修处理，在吊起大盖以后，现场工作人员进行了非常详细地检查，最后，在变压器35 kV线包A相引出线处发现了一大片因高温已变色的绝缘材料，经过进一步检查，确认是压接螺丝松动引起的，便立即进行了相应地清洗、焊接及变压器油过滤处理，处理后，变压器顺利投入运行，至今油色谱数据合格，该变压器一直处于良好运行状况。
4处理建议
1)根据以上试验数据及分析，判断P2B号主变压器220 kV侧B相套管内部存在过热型缺陷，导致油色谱试验数据异常，虽未达到相关标准的注意值，但考虑该主变运行年限较长及在电网的重要性等方面因素，建议更换该套管。
2)对于更换下来的套管，如果试验条件满足，建议对其做高压介损试验，分析套管的绝缘情况，之后再做一次油色谱试验用于比对油中气体含量的增长情况。
3)备品安装之前应开展绝缘电阻、电容量、介损及油色谱试验，以保证新套管绝缘良好。
5结论
虽然气相色谱分析法是判断充油电力设备运行是否正常的一种重要方法，但它具有一定的局限性。在应用这一方法时，需要综合设备的运行状况、内部结构和外部因素等进行判断，并与其他方法的检测结果进行比较，这样才能得出更加准确的结论。
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论文作者:赵艳军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/26
标签：套管论文; 色谱论文; 变压器论文; 气体论文; 含量论文; 数据论文; 乙烷论文; 《电力设备》2017年第27期论文;