罗定市山垌水库工程管理处 广东罗定 527200
摘要：变压器是水电站内最为关键的设备之一，主要负责原始电能的升降压处理，使电流或电压值处在安全用电范围内。因此，在水电站运作过程中，尽早发现变压器潜伏故障，对保障设备安全运行，有着重要意义。本文对变压器油色谱分析中出现的一些故障现象进行了分析，并对其补救措施进行了阐述，以期为相关的补救工作提供有益的参考与借鉴。
关键词：油色谱；水电站；变压器；补救；措施
引言
变压器是电力系统的重要元件之一，变压器一旦产生故障极有可能造成供电中断。因此，及时发现变压器故障对保障工程顺利运行具有十分重要的意义。目前为止，油色谱分析是监测变压器运行过程中各种潜伏性故障和故障发生后变压器内部故障原因的一项重要的技术手段，能够大力协助对故障部位、故障严重与否等做出准确判断，从而确定设备的最佳维修时机与补救措施。
1 变压器内部故障特性
变压器内部故障时会伴随有放电和发热两种特性，根据《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（GB/T7252－2001、DL/T722－200）中C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6三比值编码组合，可分为轻度过热（温度＜150℃）故障、低温过热（温度在150℃～300℃范围）故障、中温过热（温度在300℃～700℃范围）故障、高温过热（温度＞700℃）故障四类过热特性和局部放电、低能火花放电、高能电弧放电三种放电特性。
2 变压器故障联合诊断分析法
DGA油色谱是变压器内部故障时过热和放电特性最具代表性的研究对象，且分析结果除了能准确反映变压器实时运行状态，同时还能对故障类型、故障征兆和发展趋势进行合理诊断与评估预测。虽然DGA能够对变压器内部工况状态进行准确评估，但很难实现故障准确定位。为了充分利用DGA数据信息，结合《电力变压器试验导则》（JBT501－2006）中预防性试验项目，联合DGA评估结果和预防性测试结果，对变压器内部故障进行综合诊断，实现对变压器内部故障的快速分析和准确定位，有效提高变压器故障处理效率，缩短故障带来的停电影响和经济效益。变压器内部故障综合评估诊断流程如图1所示。
图1 DGA和预防性试验联合的变压器内部故障诊断流程.png)
3 变压器分接开关接触不良故障补救实例
3.1 故障现象
某水电站装机3台混流式水轮机组，发电机功率2000kW，经室外单台35kV电压等级升压变压器直接上当地35kV电网。变压器型号为：S9－8000/35－6.3kV，两侧电压为：35±2×2.5％/6.3kV。2013年06月15日按照电站定期预防性试验要求和厂家指导意见，对变压器进行大修后并完成相应交接试验项目，所有检测结果均满足规范要求并在得到并网许可后于16日成功投运，运行过程中分接开关处于第四档（＋2.5％档位，即：35.875kV）。2013年12月19日，变压器色谱检测系统发出油色谱分析异常告警信号。为了避免检测系统的误报或突发性异常情况，决定让变压器继续带电运行并进行色谱数据跟踪监视。跟踪监测数据表明色谱分析数据不仅异常，同时C2H4、C2H6、C2H2、总烃等气体含量还存在持续增长态势。为了避免内部故障进一步扩大成事故，提高电站运行的安全可靠性，必须对变压器进行停电故障排查。
3.2 故障分析及定位
（1）油色谱分析内部故障初步定性。为了及时排查出变压器内部故障，从某理工监测设备有限公司研发的《MDD3000Ｔ变压器在线检测系统计算监控系统》中提取出反映变压器故障前后运行工况状态的DGA油色谱分析数据，见表1。
从表1可以看出，12月19日故障发生时，H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、总烃等特征气体含量均达到规范要求的注意值，且存在快速增长态势，初步判断变压器内部存在故障。按照（GB/T 7252－2001）和（DL/T 722－2000）规范中推荐的三比值法进行计算，对故障后的典型日19日和29日的色谱数据进行分析。其中，19日：C2H2/C2H4＝0.013；CH4/H2＝2.15；C2H4/C2H6＝2.04，计算得编码组合为“022”；29日：C2H2/C2H4＝0.012；CH4/H2＝2.20；C2H4/C2H6＝2.56，计算得编码组合为“022”。进一步定性变压器内部存在高温过热（＞700℃）故障。根据《电力变压器检修导则》（DL/T573－2010）相关指导原则，初步推断变压器高温过热可能是由于变压器分接开关接触不良、高低压引线夹件螺丝松动、紧固件接头焊接不良等引起。
（2）电气预防性试验进行故障准确定位。为进一步对变压器内部故障类型、部位进行准确定位，于2月15日安排停电进行预防性试验。测试结果表明绕组直流电阻值不满足规范要求，进一步判断变压器内部存在的高温过热（＞700℃）故障可能是内部导电回路存在接触不良引起。变压器直流电阻测试数据见表2。
表1 变压器故障前后运行工况状态油气相色谱分析数据单位：μL/L.png)
表2 直流电阻测试数据单位：Ω.png)
从表2可知，变压器低压侧不存在接触故障；变压器高压侧分接开关在3～4档位运行时，BC相、CA相的直流电阻值相对AB相增加幅度太大，数据严重超标（不平衡率高达8.0％）。进一步判断变压器内部故障由于高压侧分接开关第3、4档中的C相存在接触不良故障。
3.3 故障补救措施
2月18日，在得到电网报停检修同意后，根据DGA及预防性试验结果对变压器进行吊罩检查，发现变压器高压侧分接开关在3档和4档间Ｃ相的接触部位存在严重灼烧问题，触点已变黑，动触点和静触点间存在明显错位现象。在排除变压器存在其他故障后，检修人员对存在问题的分接开关进行全面更换处理后，经脱气等处理重新测试直流电阻值。测试结果表明：主变的高压侧和低压侧的直流电阻值重新回归到规范允许或厂家指导值，高压侧不平衡率为0.35％；低压侧不平衡率为0.13％，均满足规范要求的1％的技术指标。变压器高压侧分接开关油色谱分析异常和直流电阻测试值超标故障，经DGA色谱数据分析、三比值法分析、排油吊罩检查和现场全面更新处理后，各项指标均回到规范或厂家技术指导指标范围。重新投运后变压器色谱跟踪至今无异常现象，故障得到成功处理。
4 结语
总之，电力变压器作为电网中的核心设备之一，它的正常工作是电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。目前，根据色谱分析结果判断变压器内部故障准确率较高，能够对安全供电、用电、防止事故发生提供了有力保证。因此，相关的工作人员要密切关注变压器油色谱异常情况，准确判断变压器内部故障，通过对变压器油色谱异常情况分析，进行补救，保障电力变压器以及水电站的正常运行。
参考文献：
[1]袁洪.基于油色谱的变压器故障联合诊断实例分析[J].电工电气.2015（05）
[2]翟立牮；闫帅.变压器基于油气体色谱分析的人工神经网络故障诊断研究[J].科技传播.2012（17）
论文作者:邓家明
论文发表刊物:《基层建设》2015年29期
论文发表时间:2016/9/19
标签：变压器论文; 故障论文; 色谱论文; 预防性论文; 数据论文; 准确论文; 水电站论文; 《基层建设》2015年29期论文;