劉玉冰

摘 要：通過(guò)變壓器油色譜分析和電氣試驗(yàn)相結(jié)合的手段分析發(fā)電廠主變壓器等高壓油浸變壓器故障，能夠準(zhǔn)確地判斷故障發(fā)生的原因，找出解決問(wèn)題的方法。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠 主變壓器 故障判斷 處理

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（c）-0079-01

主變壓器作為發(fā)電廠的重要電氣設(shè)備，如果發(fā)生故障將會(huì)影響到發(fā)電廠的正常生產(chǎn)工作，對(duì)發(fā)電廠的效益造成嚴(yán)重影響，運(yùn)行維護(hù)技術(shù)人員需要對(duì)變壓器故障產(chǎn)生的原因與解決方法熟練掌握，從而在變壓器發(fā)生故障的時(shí)候?qū)收系钠鹨蜃龀鰷?zhǔn)確的排查和判斷，及時(shí)提出相應(yīng)的解決方法，以保證變壓器的正常運(yùn)行。

1 變壓器故障分析

1.1 變壓器油色譜分析

某火電廠一機(jī)組的主變壓器型號(hào)為SFP7-360000/220Y，它是一臺(tái)采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷低損耗的變壓器。該變壓器自投運(yùn)以來(lái)運(yùn)行參數(shù)一直正常，年度預(yù)防性試驗(yàn)均合格。某年在進(jìn)行例行的預(yù)防性試驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其色譜分析總烴嚴(yán)重超標(biāo)，在測(cè)試中，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)乙烯超標(biāo)是色譜分析超標(biāo)的主導(dǎo)因素，變壓器進(jìn)行油耐壓試驗(yàn)的平均值是41.9 kV，較上年數(shù)據(jù)下降了15.1 kV。技術(shù)人員隨即便對(duì)變壓器進(jìn)行油色譜試驗(yàn)分析跟蹤。

通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果得到：主要?dú)怏w：CH4、 C2H4，次要?dú)怏w：C2H6、H2，由此可判斷出變壓器存在過(guò)熱性故障。

1.2 分析故障的程度

通過(guò)對(duì)故障的分析，綜合以往的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)烴的總量超過(guò)了規(guī)定的警戒值的時(shí)候，通過(guò)采集分析計(jì)算出油中溶解的絕對(duì)以及相對(duì)氣體率的含量，接著就可以判斷出變壓器故障的嚴(yán)重程度。當(dāng)故障還處于逐漸發(fā)展的階段時(shí)，技術(shù)人員需要通過(guò)計(jì)算產(chǎn)氣率來(lái)更加準(zhǔn)確的判斷故障。而目前比較常見(jiàn)的方法就是使用絕對(duì)產(chǎn)氣速率。

第三項(xiàng)脫氣處理之后，到第五項(xiàng)進(jìn)行投放，得出的絕對(duì)產(chǎn)氣率是：

Ya=

注：式中的Ya為絕對(duì)產(chǎn)氣率，其單位為mL/h；

G為中的油量，其單位是t；

d為油的比重，其單位是t/m3。

倒數(shù)第四項(xiàng)到倒數(shù)第三項(xiàng)的絕對(duì)產(chǎn)氣率是34.7 mL/h。

通過(guò)以上的計(jì)算，我們可以通過(guò)查找規(guī)范手冊(cè)明確的得出實(shí)際絕對(duì)產(chǎn)氣率比警戒值高0.5 mL/h，這一結(jié)果的產(chǎn)生說(shuō)明了變壓器內(nèi)部發(fā)生了故障，而且故障的性質(zhì)是迅速且?guī)в袩鄣倪^(guò)熱性故障。

1.3 故障的類型與性質(zhì)

技術(shù)人員知道，四比值法可以反映熱分解的溫度范圍，三比值法可以幫助技術(shù)人員找出故障發(fā)生的氣體組份與故障的關(guān)系。當(dāng)三比值編碼等于022的時(shí)候，說(shuō)明了變壓器存在高于700攝氏度的過(guò)熱性故障。而四比值編碼的值等于02D2的時(shí)候，則說(shuō)明了導(dǎo)電回路中存在著過(guò)熱性的故障。

通過(guò)以上的分析可以看出，總烴含量嚴(yán)重超標(biāo)，而且C2H4、CH4是總烴超標(biāo)的主導(dǎo)，不過(guò)C2H4為0，說(shuō)明了是CH4超標(biāo)導(dǎo)致故障，并且屬于導(dǎo)電回路故障，而且可以確定是發(fā)生了過(guò)熱性故障，所以基本上排出了放電性故障產(chǎn)生問(wèn)題的可能性。而計(jì)算求得絕對(duì)產(chǎn)氣率遠(yuǎn)大于注意值，需要引起技術(shù)人員的密切注意，因?yàn)楣收系陌l(fā)生十分迅速，潛在威脅的很大。

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)我們知道總烴的量大于三倍的注意值得時(shí)候，總烴的產(chǎn)氣率大于警戒值的三倍的時(shí)候，說(shuō)明了變壓器內(nèi)部發(fā)生了迅速而且嚴(yán)重的故障，需要及時(shí)采取必要的補(bǔ)救措施來(lái)解決問(wèn)題，必要時(shí)候尚應(yīng)進(jìn)行吊鐘罩檢查檢修。

1.4 故障部位的分析

為了更加準(zhǔn)確具體地判斷故障發(fā)生的細(xì)節(jié)，技術(shù)人員進(jìn)行了該變壓器的油微水、介損、變比、空載狀態(tài)下低壓側(cè)三相電壓平衡試驗(yàn)。綜合分析，確定故障不可能是潮氣入侵導(dǎo)致變壓器內(nèi)匝間發(fā)生短路的結(jié)論。

通過(guò)對(duì)強(qiáng)迫油循環(huán)的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)電流和聲音是正常的，故排除了潛油泵發(fā)生故障、濾網(wǎng)堵塞等引起的油中氣體含量驟增的可能性。

1.5 變壓器直流電阻測(cè)試結(jié)果

隨后技術(shù)人員又對(duì)變壓器繞組直流電阻進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)結(jié)果同出廠報(bào)告相比，三相直流電阻的不平衡度較大。

盡管三相電阻不平衡，工作人員在切換變壓器分接開(kāi)關(guān)時(shí)，各項(xiàng)的誤差變化變得一致，也就是說(shuō)，影響平衡系數(shù)的因素中，切換分接開(kāi)關(guān)不是主要的，這就說(shuō)明了造成變壓器故障的主要原因并不是出在分接開(kāi)關(guān)上。

技術(shù)人員結(jié)合運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)紅外線測(cè)溫儀對(duì)高壓套管導(dǎo)電頭處以及變壓器油箱的測(cè)試沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)熱的現(xiàn)象，在所有的試驗(yàn)測(cè)試與分析之后，得出了結(jié)果：由之前的試驗(yàn)可知，變壓器內(nèi)部存在有瞬時(shí)700℃的高溫，屬于導(dǎo)電回路過(guò)熱性故障，且故障發(fā)生的速度相當(dāng)快，而且發(fā)展也很迅速，有可能是高壓套管中發(fā)生了接觸不良、套管內(nèi)均壓球內(nèi)側(cè)的銅管引線的絕緣被破壞所導(dǎo)致的。

2 變壓器故障解決方法

通過(guò)對(duì)變壓器的吊鐘罩檢修，發(fā)現(xiàn)C相套管頂部的導(dǎo)電密封頭底座和引線接頭燒結(jié)在了一起，C相引線附近發(fā)生了過(guò)熱性碳化現(xiàn)象，銅引線斷了5根，C相和A相套管下端都有大面積灼傷以及絕緣帶碳化的現(xiàn)象。技術(shù)人員把C相套管拆下來(lái)后，在擰導(dǎo)電頭的時(shí)候，套管里的每一個(gè)銅管都在轉(zhuǎn)動(dòng)，這說(shuō)明了定位螺母已經(jīng)融合在一起，密封墊圈以及密封環(huán)都已經(jīng)無(wú)法更換。C相套管內(nèi)部的絕緣油的顏色呈現(xiàn)紅色，說(shuō)明其已經(jīng)碳化，C相套管必須全部進(jìn)行更換。

通過(guò)對(duì)高壓側(cè)直流電阻值的分析，變壓器吊鐘罩后，更換了A、C兩相的引線，并縮短了20 cm，用銅接頭壓接，用磷銅灌澆，然后進(jìn)行焊接。把引線用兩層皺紙包裹，然后再用白布帶包裹一層，繞向和導(dǎo)線方向相反。因?yàn)锽相的絕緣處一開(kāi)始僅僅有一層白布帶進(jìn)行包扎，有許多地方露銅，因此進(jìn)行了重新包扎，接著更換C相套管和A相套管絕緣油。通過(guò)此方法，變壓器油經(jīng)真空濾油機(jī)進(jìn)行加熱過(guò)濾，脫氣96 h后，進(jìn)行完整的電氣試驗(yàn)和油分析試驗(yàn)，均正常。

機(jī)組啟動(dòng)該變壓器投入運(yùn)行后，一切參數(shù)正常，徹底解決了相關(guān)問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

發(fā)電廠主變壓器等高壓油浸變壓器發(fā)生故障時(shí)，采用油色譜分析和電氣試驗(yàn)相結(jié)合的手段，結(jié)合以往歷史數(shù)據(jù)，再與本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，能夠準(zhǔn)確地判斷變壓器故障發(fā)生的原因，找出解決問(wèn)題的方法，從而保證設(shè)備的正常安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[2] 吳曉敏.主變壓器異常運(yùn)行和故障分析[J].科技致富向?qū)В?012（27）：45-50.