一起500kV电力变压器故障诊断及处理.pdf

第 4 4卷 第 5期 2 0 0 7年 5月 委 珏 嚣 乃 t ， 匾 VO 1 4 4 No5 Ma y 2 0 0 7 一 起 5 0 0 k V电力变压器故障诊断及处理 谢 鹏 ， 张 国栋 ， 彭 刚 ( 广东电网公司惠州供电局，广东 惠州 5 1 6 O O 1 ) 1 引言 电力变压器是电力系统的重要设备之一。当变 压器发生缺陷并继而出现故障时，其绝缘性能就要 发生变化【 l 】 ， 对此可以通过试验手段来测量表征其 性能 的有关参数从 而查 找其存在 的故 障并进行修 复 。 变压器故障诊断是一项复杂的工程 ，需要借助 多种方法才可以进行综合判断。目前 ， 可以在 进行常规试验的基础上 ， 运用油中溶解气体色 谱分析 、 局部放电试验等综合检测手段对电力 变压器进行故障诊断及处理。 2 基本情况 某变电站一台 5 0 0 k V变压器 ，其主要参 数如下 ： 型号 NR P N 8 3 5 7 ， 额定容量 2 5 0 MV A， 额 定 电 压 比 5 2 5 2 4 2 3 4 5 k V， 联 结 组 别 YNa 0dl l 。 该变压器 1 9 9 5年 l 2月投入使用。 投运后 运行状况相对稳定 ，其 中 B相运行状况截止 到 2 0 0 2年底一直 良好。 2 0 0 3年 3月 l 1日， 在 下降。到 2 0 0 4年 4月份， 降至 5 I J ， L左右。 2 0 0 4年 5月 9日， 进行油色谱分析时发现该变 压器本体油中 C H 含量异常 ， 升高至 2 3 8 I J ， L 。其 后停电， 于 5月 1 5日进行局部放电试验。 在 0 5倍额 定相电压下 ， 中压侧的局部放 电量已接近 1 0 0 0 0 p C 。 局放后检测到的油 中 C H 含量上升至 1 6 9 L L ( 其 油的色谱成份见表 1 ) 。于是决定将该变压器运至某 厂家进行彻底的检查修复。 表 1 变压器油 中气体色谱 分析结果 L L 日期 C H 4 C 2 H 6 C 2 H , C 2 H2 H 2 C 0 C O 2 C ( 总烃) 2 0 0 4 一O 3 一l O 2 2- 3 4 8 8 1 5 - 2 1 4 6 5 5 0 2 2 48 4 0 4 2 0 0 4 -0 3 - 2 2 21 O 4 4 77 4 5 1 4 6 5 6 8 2 2l 2 3 7 6 2 0 0 4 一O 4 一 o 9 22 O 5 O 8- 3 5 O 1 4 2 5 o 4 2 3 4 0 40 2 2 0 0 4 -0 5 一 O 9 23 2 5 4 l O5 l 2 6 l 53 3 8 0 2 l 4 4 51 7 2 0 0 4- 0 5 - 0 9 2 5 O 6 1 l 1 4 l 3 5 1 6 4 4 8 4 2 2 8 5 5 59 2 0 0 4 一 O 5 一 o 9 2 3 6 5 9 l 1 5 2 3 8 l 64 4 2 4 22 2 4 64 9 2 0 0 4 一 O 5 一l l 2 5 8 62 l 1 8 1 44 l 7 3 4 8 8 2 3 6 0 58 1 2 0 0 4 0 5 一l 5 2 5 - 2 5- 3 l 2 - 3 l 57 l 6 0 4 2 4 2 l 3 2 5 8 5 2 0 0 4 - 0 5 -l 6 l l 1 9 2 27 1 2 2 5 l 6 9O 5 3l 5 4 9 240 l 4 2 6 0 2 0 0 4 0 5 -2 0 l 2l - 3 2 55 31 9 l 9 85 5 4 9 5 4 2 22 3 2 4 7 7 2 进行变压器油色谱分析时 ， 发现 B相油中 C H 高达 9 9 I J ， L 。 为此立即安排停运 ， 进行常规电气试验。 试 验未发现异常 ， 又重新投入运行 ， 并进行油色谱跟踪 监视 。之后 ， B相油中的 C H 含量趋于平稳并逐步 3 故障诊断分析 3 1 常规试 验 分析 对该变压器进行了铁心绝缘电阻 ，绕组直流电 产现场工艺卫生状况较差。我公司通过提高油处理 水平和严控整个生产过程的工艺卫生条件 ，基本解 决 了套管高压试验后油中产生微量 C H 的问题。 参考文献： 【 1 】 赵智大 高电压技术【 M】 北京 ： 中国电力出版社 ， 1 9 9 9 【 2 】 G B T 7 2 5 2 2 0 0 1 ， 变 压器 油中溶解 气体 分析和判 断导 则 【 S 】 【 3 】 G B T 4 1 0 9 1 9 9 9 ， 高压套管技术条件【 S 】 【 4 】 黄文力 ， 孙 广生 ， 王珏 ， 等 液体介质 击穿 机理研究 发展 【 J 】 2 0 0 5 ， 4 1 ( 2 ) ： 1 3 1 1 3 4 收稿 日期 ： 2 0 0 5 1 1 - 0 7 作者简介： 汪新泉( 1 9 7 7 一 ) ， 男 ， 安徽池州人 ， 南京智达电气有 限公 司工程师 ， 从事高压套管 的设计与土艺工作 。 维普资讯 5 2 变 压 器 第4 4 卷 阻、 绝缘电阻 、 介质损耗等项 目测试。 通过测试结果 ， 发现高 、中压绕组对低压绕组 、接地的介损值达到 3 2 7 ， 远远超出了规定值 ， 这说明中、 低绕组间的 绝缘 已劣化。 3 - 2 油中溶解气体色谱分析 对变压器本体油取 1 0次样本 ， 进行油 中溶解气 体色谱检测 ， 其结果见表 1 。 从表 1中可以看到 ， C ： H 。 含量在 3月份时就已 经超过规定值 1 L L 【 2 】 ， 稳定在 5 L左右 。到 5月 份时 ， 其 C 2 H 2 含量增加 ， 超过 1 2 L 。为此 ， 运 用 I E C三比值法进行编码分析 ， 其结果见表 2所示。 表 2 l EG 三 比 值法 编 码 表 三对比值 日期 编码 C 2 H C 2 H4 C H 4 ， H2 C 2 n , c 2 H 6 2 o o 4 一 O 3 2 2 O 5 8 0 1 4 1 7 5 l O l 2 o o 4 0 4 一 O 9 0 6 O O 1 5 1 6 6 l O l 2 o o 4 一 O 5 一 O 9 2O 7 0 1 4 1 9 5 l O l 2 o o 4 一 O5 一l l 1 2 2 O 1 5 1 9 0 l O l 2 o o 4 一 O 5 一l 5 1 2 8 O 1 6 2l3 2 l O l 由表 2数据 ，根据三 比值法的编码规则可以得 到， 上述的三比值编码均为 1 0 1 。同时 C ： H ： 的含气 量超过 1 I _ L ，据此可 以判断该变压器显示 的故障 为电弧性放电故障 3 1 。 3 3 局 部放 电试验检 测 对该变压器进行局部放电试验 ，同时用超声定 位系统监测放电点和放电信号 。为避免故障扩大增 加修理的工作量 ，试验电压的控制 以放电量不超过 1 0 0 0 0 p C为依据。 从整个局放的试验情况来看 ，有如下几个主要 特征 。 ( 1 ) 放 电量大 ， 在 0 5倍额定相电压时 ， 中压侧 的放电量已接近 1 0 0 0 0 p C 。 ( 2 ) 存在着多点放电， 且放电量不稳定。 ( 3 ) 从超声定位的情况来看 ， 仅在箱底收到了超 声信号。 综上所述可判断， 该变压器的故障应为中、 低压 绕组间绝缘的电弧性放电，并且放电出现在变压器 下部的可能性较大 。 根撑条右侧 ， 静电环上有黑色击穿 2处。 与此对应处 角环 1 6下部有 3胩击穿 ， 沿面有爬 电痕迹 ， 角环 1 5 内侧被烧伤 ， 没有击穿 。 ( 2 ) 拔出调压绕组后发现编号为 7 0 9的围屏上 有树枝状放电痕迹。 ( 3 ) 围屏 7 0 9下部 、 下部角环 1 1沿调压绕组出 头逆时针 1 2圆周方向有树枝状放电痕迹且角环 1 2 有约 7 0 m m直径大的击穿点。 ( 4 ) 低压绕组外部围屏 7 0 8 ( 2层) 有击穿点 ， 与 此对应的低压绕组上有击穿点 。 从现场检查情况可见，该变压器故障为低压与 调压绕组间绝缘的贯穿性击穿故障，这与先前进行 的故障诊断结论是一致的。 由此分析认为 ， 该变压器 设计时的绝缘裕度留的过小 ，造成局部区域场强过 高， 是导致该故障的根本原因。 4 2 处理对策 ( 1 ) 更换损坏的绝缘件 ， 对低压绕组和调压绕组 击穿点进行修复 ，并在调压绕组下部斜端圈的外径 侧增加一个 2 m m后的成型角环 ， 进一步提高该处绝 缘 强度 。 ( 2 ) 器身修复后 ， 按 照 5 0 0 k V变压器 的工艺要 求 ，对器身进行彻底的煤油气相干燥和真空浸油处 理， 有效控制绝缘件中的含水量。 5 结束语 诊断电力变压器故障是复杂而又有系统的， 需 要综合多种手段进行分析，总结起来可按下列步骤 进行 ： ( 1 ) 对变压器外观定期进行巡检 ， 发现异常现象 立即采取措施。 ( 2 ) 对变压器进行常规试验 ， 以初步判断其是否 正 常 。 ( 3 ) 运用油中溶解气体色谱分析和局部放电试 验 ，以确定是否存在故障 、故障大小及进行位置定 位 。 通过上述方式 ，能够有效地对电力变压器进行 故障诊断 ， 以便及早发现故障并进行处理 ， 维护其正 常地运 行 。 4 故障处理 参考文献： 4 1 吊罩检查及故障分析 2 0 0 4年 7月底至 8月初 ， 厂家对该变压器器身 进行了吊罩 、 解体检查 ， 主要结果如下 ： ( 1 ) 调压绕组下部右侧 出头沿逆时针数第 4 、 5 【 1 】 赵家礼 ， 张庆达 变压器故障诊断与修理【 M 】 北京 ： 机械 工 业 出版 社 ， 2 0 0 0 【 2 】 Q C S G1 0 0 0 7 2 0 0 4 ， 电力设备预防性试验规程【 S 】 【 3 】 陈化钢 电力设备预防性试验 方法及诊断技术【 M】 北京 ： 中国科学技术 出版社 ， 2 0 0 1 维普资讯