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摘要：西藏昌都某水电站35kV升压变压器发生瓦斯动作。通过对变压器进行吊装检查发现主变油枕进水锈蚀，主变铁芯生锈，现场对变压器进行了油化、除湿和清洁处理。检修后投入2个月各项指标正常，运行良好，避免了变压器返厂检修的麻烦，可为类似事故提供参考借鉴。
关键词：水电站；变压器；轻瓦斯；锈蚀；受潮；热油循环
一、事故特征和主变压器参数
2017年8月，西藏昌都公司某水电站35kV升压站5#变压器轻瓦斯频繁报警，泄压阀漏油。
该变压器型号：S9-3150/35；额定容量：3150kVA；额定电压：38.5±2×2.5%/6.3kV；冷却方式：ONAN；短路阻抗6.8%；联结组标：YNd11。新疆特变公司生产，投运时间为2004年。
二、主变外观检查及油色谱分析
轻瓦斯动作后，运维检修人员对站内该变压器进行了外观检查和变压器油取样分析。外观检查位发现异常；油色谱分析显示变压器油氢气含量严重超标，乙炔含量超标，总烃超标，成分主要是甲烷。
油色谱检查指征如下表：
对此，我们对产生的问题进行了初步分析，采用三比值法判断故障类型，按照编码规则计算的编码组合为1、1、0，初步判断为油中电弧放电或内部发热造成。可能涉及的故障有铁芯漏磁，铁芯层间短路，铁芯多点接地，引线之间油隙闪络，分接引线间油隙闪络，引线对油箱或者其它地电位的放电等。
三、吊芯检查及故障分析
根据油色谱分析得出的初步故障，为了明确具体的故障源，尽快消除隐患，确保水电站安全生产，我们对该主变进行了吊芯检查。
通过吊芯我们发现在主变铁芯上部有红褐色物质附着，分布总体均匀，而铁芯的侧面未见红褐色物质。铁芯附着物情况见下图：
变压器器身和连接螺杆未见明显异常，各连接螺栓和引线夹件未见有松动现象，分接开关接触良好，各部件未见有放电痕迹灼伤的痕迹。变压器铁芯对地绝缘电阻为3500MΩ，排除铁芯多点接地。通过对变压器绕组的直流电阻、绝缘电阻等指标测试，结果亦均在合格的范围。通过对同一水平面的铁芯片间电阻测试，其值在0-1Ω之间，铁芯层间绝缘消失。由此可判定主变铁芯上部红褐色物质为导电金属成分，铁锈可能性最大。通过进一步对变压器进行检查发现，油枕内部放气塞下方锈蚀严重，储油柜下部集污盒内表面锈蚀，集污盒内壁油漆脱落，油枕上部的塑料密封放气塞有一针孔大小破洞。由此可判断邮箱内的锈蚀为油枕内进水造成水与油枕内壁发生化学反应生成铁锈，细小的铁锈通过变压器内部的油循环进入到变压器身内部，遇到铁芯后沉积在铁芯上部，久而久之，越积越多。后期通过对铁芯上部的物质进行化验分析，其主要要成分为Fe2O3，从而验证了铁芯上部的红褐色物质为铁锈。
综合以上，我们得出造成该变压器故障的主要原因为变压器油枕进水锈蚀，大量铁锈进入变压器内部在铁芯上部沉积，同时水份进入变压器本体内部，导致铁芯上铁轭表面生锈，从而造成铁芯层间短路，铁芯产生涡流发热进而使变压器油裂化，产生大量的特征气体。其产气原理可参见GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》第4章内容，在此不再赘述。
四、解决措施
变压器绝缘油中不可避免地存在水份，若不对已锈蚀的内部部件进行处理，将来在内部复杂的运行环境下可能进一步导致相应部位生锈，无法彻底消除故障。
由于该水电站地处西藏昌都地区，地形路况复杂，交通极为不便，若考虑返厂维修不但维修周期长，维修成本也极高，可行性和经济性均不是最佳选择。因此，我们详细制定了现场检修方案。
1.锈蚀处理
油枕内部的锈蚀处理我们采取现场清理、精细打磨、刷涂变压器专用油漆和烘烤干燥固化。
铁芯上部的铁锈我们采取软毛刷清理，顺着铁芯层间缝隙用棉布进行擦拭后再用软毛刷蘸无水酒精进行清理，直至用兆欧表测试层间电阻在104水平以上。
2.进水受潮处理
由于变压器内部进水后会造成铁芯受潮绝缘下降，所以必须对变压器内部进行干燥处理，现场吊芯回装后我们对变压器油进行了热油循环干燥。热循环干燥如下图所示：
在现场，我们通过滤油机对变压器油加热恒定在65℃，一端接至变压器底部放油阀，一端接至油枕注油阀，持续循环24小时。通过真空热油循环对主变压器循环油进行加热，加热后的油将热量传导给铁芯、绕组和绝缘纸板等，从而使变压器器身内部中的水分蒸发出来，同时对变压器油进行部间断循环过滤，对油中的熔融物质进行过滤，从而起到对变压器油的纯化作用。
通过以上处理后，对变压器油进行取样各指标均在正常范围内，处理效果良好。
五、结束语
变压器是电力生产各个环节的重要设备，在电力生产中变压器故障时有发生，变压器故障发生的表现形式不尽相同，故障原因往往较为复杂，因此，在处理变压器故障时应结合电网运行方式、运行环境、维护情况和故障类型等综合考虑，其中不少故障均可在就地进行处理。通过对本文中所述变压器检修后的观察，检修后投入2个月各项指标正常，运行工况良好，达到预期效果。此次现场检修，避免了变压器返厂检修的麻烦，不但大大节省了检修时间，还节省了可观的返厂检修费用，可为类似事故提供参考借鉴。
参考文献：
［1］DL/T 596—1996《电力设备预防性试验规程》，中国电力出版社，1997。
［2］DL 474.1～6—1992《现场绝缘试验实施导则》，中国电力出版社，1993。
［3］GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》。
［4］罗东，孙喆.一起变压器铁芯生锈故障的检查和技术分析.《电工技术》，2015。
［5］《国家电网公司变电检修管理规定（试行）》第1分册 油浸式变压器（电抗器）检修细则。
论文作者:戴昌高1,任海宾2,谭建国3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/16
标签：变压器论文; 铁芯论文; 昌都论文; 锈蚀论文; 故障论文; 西藏论文; 铁锈论文; 《电力设备》2017年第28期论文;