500kV变压器油色谱数据异常分析

500kV变压器油色谱数据异常分析

商聪

内蒙古超高压供电公司，呼和浩特，010080

摘要：某500kV变电站2号主变压器按正常周期取本体油样进行色谱分析时，发现A相变压器油中溶解气体的色谱试验数据出现异常，经过分析判断设备内部发生高温过热故障，在吊罩检修查找故障时，找到了故障点，避免了变压器故障的进一步发展和事故的发生。

关键词：主变；色谱分析；高温过热；三比值法

1前言

   当变压器内部发生潜伏性故障时，产生的故障气体经对流、扩散不断溶解在油中，故障气体的组成和含量与故障的类型、严重程度密切相关。测定变压器油中溶解气体各组分含量，可以对运行设备可能存在的故障进行分析和判断，并可监视故障的发展状况。在诊断故障时一般先使用油中溶解气体的含量注意值进行故障的识别，而后运用三比值法等方法进行故障类型和故障趋势的判断。

2变压器故障分析判断方法

2.1油中溶解气体组分含量的注意值法

变压器油中溶解气体组分包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔共7个组分，其中甲烷、乙烷、乙烯、乙炔4种气体的总和成为总烃。总烃、乙炔、氢气含量的注意值只能用来粗略地判断变压器等设备内部可能存在早期故障。对于运行中的500kV变压器气体含量注意值应符合H2=150μL/L,C2H2=1μL/L,总烃=150μL/L。

  2.2特征气体法

在运用注意值初步判断变压器内部可能存在故障时，可以进一步采用表1不同故障类型的产期特征的特征气体法，对设备故障性质进行识别。

表1 不同故障类型的产气特征

2.3三比值法

2.3.1编码规则

改良三比值法是采用五种气体的三对比值作为判断充油电气设备故障的方法。其编码规则见表2。

表2 改良三比值法编码规则

2.3.2应用原则

（1）只有根据气体各组分浓度的注意值或产期速率的注意值有理由判断设备可能存在的故障时，气体比值才是有效的，并应予计算。对气体含量正常，且无增长趋势的设备，比值没有意义。

（2）假如气体的比值与以前不同，可能有新的故障重叠在老故障或正常老化上。为了得到仅仅相应于新故障的气体比值，要从最后一次的分析结果中减去上一次的分析数据，并重新计算比值。在进行比较时，要注意在相同的负荷和温度等情况下，在相同的位置取油。

（3）由于溶解气体本身存在的试验误差，导致气体比值也存在某些不确定性。因此，在使用比值法判断设备故障性质时，应注意各种可能降低精确度的因素。

3故障分析案例

3.1故障概况

某500kV变电站2号主变压器型号ODFPS-250000/500，于2007年5月26日正式投入运行。投运后，在正常周期取本体油样进行色谱分析时，发现2号主变A相总烃超过注意值，还含有微量乙炔。初步分析认为，总烃含量异常是由于取样前取样阀没有排除部分残油而造成的，这种情况以前曾发生过，原因是在取样前取样阀未排除残油会导致色谱试验数据不准确。而后多次进行跟踪检测，总烃依然超过注意值，但试验数据基本稳定，试验数据见表3。鉴于运行期间油色谱分析结果出现异常，经研究决定，该主变于2019年12月2日退出运行。

表3油中溶解气体色谱分析数据（μL/L）

3.2故障分析判断及解体检查结果

根据运行中变压器油中溶解气体组分含量注意值：H2=150μL/L,C2H2=1μL/L,总烃=150μL/L，判断该设备油中溶解气体总烃含量超过注意值，而且乙烯和甲烷比重较大，超过氢烃总量的80%，根据表1 中不同故障类型的产气特征，判断该设备符合过热故障的产气特征。从表3试验数据中看出乙炔含量低，没有达到规定的注意值，可判断故障源温度较低，而且CO无明显变化，所以故障部位不涉及固体绝缘。

由于该变压器运行时间较短，虽然油中H2、C2H2含量未达到注意值，但仅仅根据总烃超过注意值来判断设备故障是不够的。所以，针对本故障案例，应采用三比值法进行深入的分析判断。根据表2 中改良三比值法编码规则，选用2019年6月2日的试验数据计算比值。

==0.002，==4.3，==4.8

采用改良三比值法进行判断，该编码为022，对应故障类型判断方法，该故障属于高温过热（高于700℃）故障。引起高温过热故障的原因有很多，比如分接开关接触不良、引线夹件螺丝松动或接头焊接不良、铁芯漏磁、局部短路、铁芯多点接地等。

为了确认是何种原因引起的高温过热故障，经研究决定，将变压器退出运行，由检修人员进行吊罩检查，通过对铁芯、夹件、油箱磁屏蔽等部位的检查，最终发现上夹件与铁芯之间有金属异物，造成铁芯多点接地。确认故障性质后，检修人员立即将异物处理掉，并将变压器本体油滤油处理合格后注入到本体中，变压器修复后于2019年12月10日投入运行，投运后的第1、4、10、30天的油色谱数据分析正常。

4结论

通过本次的变压器故障分析判断，使我们认识到要高度重视变压器投运前后和运行期间的油色谱分析，特别是有微量C2H2时更应该高度重视。油中溶解气体分析对设备早期的故障诊断虽然灵敏，但不能确定故障部位，必须结合设备运行情况、电气试验等综合分析，从而制定恰当的处理措施。同时建议制造厂商要严格控制制造工艺，严格遵守存储和运输的要求，防止变压器质量事故的发生。

参考文献

[1]柳泽荣,丁在兴,翟岩,刘增林.油色谱分析在变压器故障诊断中的应用[J].变压器,2005(09).

[2]赵燕玲.变压器故障油色谱分析方法[J].科技传播，2012(21).

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[4]郭江,邓兆春,宗晓丹.充油设备油色谱分析的案例分析[J].电气技术，2015(01).