SS3型电力机车主变压器油中特征气体含量异常增加的故障分析.pdf

第 4 3卷第 2 期 2 0 0 6 年 2月 变 压 嚣 V o l 4 3 N o +2 F e b r u a r y 2 0 0 6 S S 3 型电力机车主变压器油中 特征气体含量异常增加的故障分析 刘新良， 李永忠， 欧明怀 ( 怀化铁路总公司， 湖南 怀化 4 1 8 0 0 0 ) I 刖 吾 怀化机务段的 S S 型电力机车的主变 E 器型号 为 T B Q 3 7 0 0 0 2 5 该变压器配用 T G 8 0 2 0 0 1 0 D 一 2 型潜油泵 ， 其电动机为特殊设 汁的t相鼠笼式异 步 电动机 ， 定子绕组为 层同心式 ， 二 三 相绕组为刘 称 三角形联结 ， 轴承型号为 E 3 0 8 Z 电机通过不断流 经机体内的变压器油散热。 2 故障现象 自2 0 0 4年 4月 1日开始 ， 发现 S S 0 6 2 8机车的 主变压器油 中溶解气体含繁异常。( ： H ： 和总烃由 2 月 份 的 0 0 “ L L 和 8 9 F L L分 别 迅 速 增 加 到 3 6 4 1 L L和 9 2 0 1x L L ， 因此该机 车 即被确定 为 重点跟踪的对象。 6月 1 7日再次对机车油样进行色 谱分析 ， 各组分 含量急剧上升( 参见表 1 ) ， 各组分含 鼍的绝对值都已超过了 D L T 7 2 2 2 0 0 0 变压器油 中溶解气体分析和判断导则 ( 以下简称 导则 ) 规 定的注意值 ，总烃的产气速率也达到 l厂3 5 I m L h ， 计算 t比值编码 为 ( C 2 H C 2 I 1 ) ： ( C H 4 H 2 ) ： ( C H 4 C 。 H ) 1 = 【 l ： 0 ： 2 I ， 时判断为“ 主变内部或与之相关的 潜油泵内部存在低能带放电， 并伴有火花或闪络现 象” 。 6月 7口从运行维护方面得到的信息是 该机车 的潜油泵确因接地而更换 ， 但 j 时未对潜油泵做解 体检查就返厂维修丁 ， 无法 了解潜油泵烧损时的状 况， 还不能判断该现象是否完全由潜油泵烧损而引 起 表 1 S S 3 0 6 2 8主变压器油中气体含量历次分析结果 为做更进一步的判断 ，对该机车进行了重点跟 踪 跟踪分析结果显示 ， S S 0 6 2 8机午更换潜油泵后， 油巾特征气体的含 仍然在缓慢 卜 升 ，之后部分特 征气体虽然短暂同落， 但随后又继续 上升 7月 8口 该机 的潜油泵 次被烧损。 往此期问对变压器油进行 _r多次常规 质域检 查 ， 未发现有明 的变化， 油中无水分 分析结果如 表 2所示 、 表 2 S S 3 0 6 2 8机车主变压器油历次 常规分析结果 1 点 穿也 艘f f 分析 卿 P t l 仙 备注 o ( ： kV ( mg KOH g) ( ) 4 0 4 0 l l 4 7 4 5 ( ) ) 9 5 6 闭 点 略 有 ( J 4 ， 0 6 0 l l 4 7 4 5 O 0 ( ) 9 5 5 F 降 ， 酸值略 _ _ 0 4 O 6 1 7 l 4 6 4 3 O O l 3 5 8 钉 1 升 应届 0 4 O 6 2 5 l 4 8 4 3 O O I 5 5 8 J L 常，坚动 6月 1 7口以后 ， 检修技术人员曾多次对该机车 主变有关的主 、辅电路进行 了检查，绝缘状态 良 好， 米发现自 明显故障的处所。 同时 该该车在运行中 尤明 的异常反应， 变压器有关的各项运行参数 常。油温度 5 0 3 故障分析 从表 1的数据 日 r 以看小 ， 该机 午 2 0 0 4年 6 7 月期 日 j ，儿乎各种特征气体含请的绝埘值都已超过 r 导则 规定的注意值， 特别足经过 6 J _j 7 U更换 潜油泵处：Nj - ， 其特f I E 气体的含母仍 往不停地增加 分析 1 期 H2 ( ( ) ( ： ( ) 2 C H 4 C2 H C ! I I 4 C 2 H 2 总烃 处理 O 3 O 6 2 6 4 9 5 2 3 l 7 4 2 0 1 4 O O 7 5 0 0 8 9 l E 常年检 04 0 2 1 5 4 3 5 6 3 l 8 2 l 1 2 0 0 7 3 0 0 8 9 常年 榆 04 0 4 0 l 4 4 5 5 2 6 5 6 0 6 5 3 _ 3 4 5 8 3 6 4 9 2 0 跟 踪 04 O 6 1 0 71 0 5 3 03 8 9 8 9 4 2 3 85 3 8 4 3 8 9 6 2 9 8 7 9 6 5 2 跟 踪 04 0 6 1 7 7 3 5 2 3 3 4 8 l 0 7 8 0 2 4 1 8 3 6 5 4 5 3 0 3 l 8 5 l 0 4 9 8 跟踪 ( 坝报 ) 04 0 6 2 5 3 9 3 4 l 4 5 2 8 7 0 4 2 7 8 5 4 0 0 5 I 5 4 3 3 0 5 l l 6 4 4 跟踪 04 0 7 O 8 6 4 2 7 4 5 4 4 2 3 4 3 0 3 4 8 6 4 9 5 6 8 1 4 4 2 3 4 l 5 0 2 9 更换潜 f ih 泉 04 0 8 0 4 6 1 O 8 5 3 2 7 9 9 7 l 4 0 6 4 2 4 4 4 8 7 2 6 6 7 8 9 8 4 滤洲I 住不考虑气体溢散损失的情况下 ，假设机 乍每 天实际运行的时间最 K为 2 0 h ，汁箅特征气体 的产 气速 率 。 总烃的绝对产气速率 计算公式 ： =( C 。2 一 C 。 I ) x G ( 1 0 0 0 x At I x p) ( 1 ) 式巾 C 。 厂 组分第 二次分析结果 ， IMIL C 。 组分第一次分析结果 ， I I G 设备总油鼍 ， k g 设备在分析时间内的实际运行时 维普资讯 第2 期 刘新良、 李永忠、 欧明怀： S S a 型电力机车主变压器油中特征气体含量异常增加的故障分析 4 3 日 1 ， h 一 变压器油的密度 ， k g m 总烃的S H X ； t 产气速率 汁算公式 ： y ,= 1 0 0 x ( C 2 - C ； 1 ) ( A t 2 x C 1 ) ( 2 ) 式中： C 。广 组分第 二次分析结果 ， l 1 C 组分第 一次分析结果 ， L L 设备在分析时间内的实际运行时间 ， 月 经汁算 ，该机车 2 0 0 4年 4月 1日一 6月 1 0 M和 6月 1 7日 7月 8日期 白 J ，总烃的绝刈 产气 速率和 相对产气速率分别 如表 3所示。 可以看 j ， 总烃的绝 对产气速率远远超过了 0 2 5 mL l h的注意值 ；其相 对产气速率 也已经远远超 过丫 l O 月的注意值 。 若考虑开放式变压器的气体溢散损失 ，产气速率将 会 更大 表 3 $ $ 3 0 6 2 8机车主变油中总烃的产气速率 绝对产 C 速牢 棚对产 r , N率 检测时fi tj mL I 1 。 。 0 4月 l I 6 j J 1 0 l lI 2 1 0 4 0 6 8 6月 1 7 H 7 8口 3 8 2 6 4 4 导则中提出的 愆值 O 2 5 1 0 综合表 I 、 表 2 、 表 3的分析结果 ， 可以判断该机 车主变压器内部或依靠变压器油来冷却的潜油泵内 部肯定存在较严 重的潜伏性故障。 按 照 改 良电协 法计 算 三 比值 I ( c H ： c H ) ： ( C H JH 2 ) ： ( C 2 H 4 C 2 H ) 】 和 C O 2 C O 的比值 。为 了 ， 消 除前次分析结果对故障诊断的影响 ，计算时各数值 均采用两次分析结果的差数 。由编码规则表查出的 编码及故障诊断结果列于表 4 。 表 4 S S a 0 6 2 8机车主变 压器 内部故障诊断结果 检测时n J 比值 C 0 C O 故障性质 诊断 低能 特放电 ， 经涉及 剑闽 4月 1 6 1 0 f1 0 2 1 4 体绝缘 低能 放 I U 撇 - 能涉及到 6月 1 7 U一 7月 8 H l O 2 4 7 同体绝缘 综上所述 ， S S 0 6 2 8机车主变压器内部或依靠变 压器油进行冷却的潜油泵内部肯定存在比较严 莺的 低能量放电性故障 ，而且该故障已经涉及到了古 l 体 绝缘。但因该机车主变 自 1 9 9 2年投入运行以来 ， 一 一 直没有出现异常现象 ， 总烃一般都在 l 0 L L以下 ， 没计和制造上的问题基本上可以排除 。而 自4月 1 日开始 ， 各种特征气体均迅速增力 I I ， 出现了“ 低能量 的放电性故障” 的表象。 6月 1 7日更换潜油泵后 ， 气 体含量仍然缓慢上升 ， 说明 ： 油中气体扩 散较慢 ， 故障部位应出现在油循环不 良之处；新换 二 的潜 油泵也有可能存在故障。 而且 ， 虽然故障已经涉及到 r固体绝缘 ，但 C O和 C O 2 的 含量都不是很高 ， 此 ，我们怀疑故障最有可能出现的部位就是依靠变 器油进行冷却的潜油泵。 6月 7日吊下笫一 个潜油泵 ， 试运行 1 0大 内跟 踪检测油中气体含毓 部分特征气体 含量虽然 首先 出现缓慢 上涨 ， 随后便出现了一定程度 的下降 ， 说明 潜油泵方面的严重故障 已经消除。然而 ， 在 6月 2 5 M和 7月 8口的两次跟踪分析中，再次出现 r特征 气含 继续上升的类似现象，而儿故障性质和状况 与上次极其相似 ，因此我们仍怀疑此故障可能还是 由潜油泵引起的。 4 检 查与处理 7月 8 l j ， 潜油泵 再次接地， 更换后我f J 对故障的 潜 油泵 进行 了解 体检 查 。检 查 中发 现该 潜 油 泵 E 3 0 8 Z I 轴承转动不灵活 ， 有卡滞现象 ； j组绕组中的 一 组已经严重烧损发黑 ；很多烧焦的铜屑及炭渣掉 落在泵体内。由此可以判断第二 台潜油泵的烧损极 有可能是网轴承转动不灵活，致使潜油泵超负倚运 转而引起的。 重新更换潜油泵后 ，该机车已经于 7月 8口投 入试运行。经对该机车主变油进行了多次的跟踪分 析 ， 特征气体含 陆续 下降 ， 证实变压器内部确实没 有故障。之后 ， l义对变压器油进行 _ r 脱气处理。 试运 行一月左右的分析结果正常，该机车主变油内故障 已经得到了彻底的消除。 5 结束语 ( 1 ) 滤油可以有效地提高变压器油的质罐 ， 但不 能消除设备内部故障。 因此 ， 当设 备油中溶解气体含 量异常增加时， 在气体组分达到饱和的安全时间内， 应尽毽少脱气， 充分跟踪油 中气体含鼍 ， 发现各组分 及其含姑的变化趋势 ，以便尽 地对设备是否存在 故障以及故障的性质和状况等做出准确的判断。 ( 2 ) 当变压器油中特征气体含培异常增加时， 应给 予注意， 加强跟踪分析1 二 作。当确定故障确实存在后， 不要轻易地判断为变压器内部故障而吊心检查，盲目 扩大检修范围， 而应首先对容易检查的潜油泵、 凋压歼 关、 外接电路等进行检查。 只有排除了这些外部设备故 障可能后 ， 再做出吊芯检查决定才是科学的。 ( 3 ) 配件入库或安装前 ， 工作人员对配件的技术 状态应逐一进行检查 ，确认符合技术指标后方可人 库或安装使用。 维普资讯