电厂变压器油色谱异常分析和处理

刘琰

摘要：变压器是电厂正常运行的重要设备，对于电厂运行系统的安全性和稳定性具有至关重要的影响和作用。因而针对电厂的变压器进行检修和维护，是电厂的重点工作任务之一。但是在电厂的实际运行当中，对变压器进行检修并不是一件十分容易的事情，根据变压器油色谱变化的情况，对变压器的运行效果进行判断，将能够在很大程度上有效提高变压器检修的效果，增强电厂运行的安全性和稳定性。

关键词：变压器油；色谱分析：故障

变压器是电厂正常运行的重要组成部分，对于电厂的安全性和稳定性具有重要意义。在电厂的日常运行过程中，难免会出现一些影响供电工作顺利进行的问题，对人们的正常生产生活产生不利的影响。但是在电厂的实际工作中，变压器也会经常性地出现一些问题，影响到配网运行的实际效果。油色谱出现异常，是电厂变压器出现问题的重要表现形式之一，对于电厂的运行情况存在着一定的昭示作用。因而，针对电厂变压器油色谱出现异常的问题，积极进行分析，并有效采取相应措施予以解决，能够在很大程度上及时恢复电厂变压器的运行效果，使其能够为电厂供电工作的顺利进行提供良好的前提条件。

一、变压器油色谱分析

变压器油中溶解气体分析技术包括从变压器中取出油样，再从油中分离出溶解气体，用气相色谱分析该气体的成份，获得各组气体的含量，对分析所得数据进行数据处理，采用相应的方法进行诊断，判断出变压器内部有无故障及相应的故障类型。GB/T7252 2001国标和DI。/T722 2000电力企业标准均对变压器油中溶解气体做出了相应的规定，并给出了相应的故障诊断方法（三比值法）。由于变压器内部故障种类繁多，导则中只给出常见的故障类型，如高温过热、低温过热、高能量放电、低能量放电等，因此对油中溶解气体数据分析，进行故障类型的判断时，除导则中规定的大项外，在故障细分中会由于各人的理解不同而出现不同的结果。但通常情况下根据规则均可以大致判断出变压器的故障类型。对于油中所含气体，尤其以乙炔最为重要，因为乙炔出现的条件是温度达到800℃以上接近1000℃时才会出现，通常为放电类故障。而台山电厂的该台变压器中就存在微量乙炔，因此引起了我们的高度注意。其为中试所实验分析所得数据。由数据可见在线监测装置对油中二氧化碳未检出。参照GB/T7252 2001所规定的气体注意值进行比较，该主变压器中虽然含有乙炔，但其含量微小，远小于1μL/L的注意值，总烃含量也小于150μL/L的注意值。一氧化碳与二氧化碳的含量均比较低，且比值4.3，介于3～7之间，符合规则要求，甲烷、乙烷、乙烯均未超出规则要求范围。故根据色谱数据分析该变压器健康状况满足规则要求。

二、故障的查找与处理

将故障情况上报网调后，安排变压器停电检修。停电后，对变压器进行了直流电阻测量试验，以检查分接开关和引线紧固螺钉或接头焊接是否良好。高压绕组直流电阻测量在高压绕组出线端子与中性点出线端子之间进行，测量结果见表1，低压绕组直流电阻测量在低压绕组出线端子之间进行，测量结果见表2。以上试验相间差小于2%，符合国家标准要求，试验结果合格，排除了分接开关和引线故障的可能。同时进行了变压器的电压比、介质损耗因数、绝缘电阻（包括铁心、夹件等）、绕组泄漏电流测量等试验，试验结果亦合格。再对变压器进行了常规局部放电试验（未开启潜油泵），同时对变压器绕组进行超声定位测量。在试验电压下，试验结果未见异常放电产生，30min内放电波形无异常脉冲，局部放电波形未见异常，局部放电量小于260pC，符合国家标准（在试验电压下局部放电量不大于300pC的要求），试验结果合格。变压器绕组超声定位测量亦未见异常，试验期间超声定位波形无异常变化，试验结果合格，排除了变压器绕组局部短路和层间绝缘不良的可能。通过以上检测与检查，排除了变压器内部故障的可能性。通过对变压器组部件的分析，认为冷却器引发的可能性较大。考虑到变压器潜油泵绕组故障特性与变压器绕组故障特性具有相似性，如果潜油泵绕组有故障，也可能因短路放电，引起色谱异常，并通过油管路把故障气体传到主变压器油中，导致变压器油色谱分析结果异常。因此，有必要对潜油泵进行彻底检查。随后，对每台潜油泵进行了绝缘电阻测量，结果未见异常。为慎重起见，对变压器全部潜油泵进行解体检查，重点检查绕组是否有损伤。当检查到第五组冷却器的潜油泵时，发现其绕组表面有部分烧伤。其后联系潜油泵生产厂家对潜油泵进行了更换，其余潜油泵未发现问题。综合检查结果认为是潜油泵的故障引起的变压器油色谱异常，变压器本身不存在问题，随后经滤油，变压器恢复运行。经过以后几年的油色谱跟踪分析，油色谱分析未见异常，变压器至今运行良好，故障得到彻底解决。潜油泵返回制造厂后，厂家对其进行了更加细致的检查。解体后潜油泵轴承未发现磨损，经用2500V、1000MΩ绝缘测定器测量其绝缘电阻，未见异常。但发现潜油泵内有金属颗粒，对潜油泵定子进行耐压试验，在潜油泵定子下部与潜油泵泵底座连接处出现放电现象。将潜油泵定子底板与潜油泵定子解体分开，发现潜油泵定子绕组有部分烧损，确定变压器产生乙炔的原因是由于潜油泵电机绕组烧损所致。

三、结束语

变压器油色谱气相分析是判断变压器故障的重要手段之一。在应用过程中，应对色谱分析结果进行综合分析。考虑到变压器各种故障的复杂性，不易采用单一判据对色谱分析结果进行判断，而应综合多个判据进行判断，找出其中的共性，缩小查找范围。变壓器外围附件如潜油泵属电路的一个范畴。所不同的是，对变压器的危害没有内部电路过热大。且当潜油泵损坏后，故障现象很可能消失，故障性气体不再增长，即使是在大负荷情况下也不再增长，此类现象大多是外围附件故障。但若故障现象没有消失，特征气体继续增长，则应分析具体情况，如分别从各潜油泵出口端近距离取样进行排查。如果取样不便的话，可分组运行，交叉排查，根据交叉分组情况考核油中特征气体增量的变化情况，从逻辑上进行推理，交叉几次后最后确定是哪台潜油泵故障。如果方便的话，可对各运行潜油泵的运行电流进行测量，工作电流异常大的潜油泵很可能是故障源。当潜油泵出现故障时，不能靠经验听声音及单独接电源试转来判断其是否存在故障，应同时采用其他手段进行综合分析，必要时进行解体检查。当潜油泵出现绕组故障时，应立即对变压器进行有色谱分析，以检查是否对变压器主体油色谱造成影响。故障性质相同的情况下，潜油泵故障引起的色谱异常比变压器内部故障引起的色谱异常要小。如果判断是绕组故障，且故障气体增长缓慢，则建议首先排查潜油泵。可在变压器主体和潜油泵处分别取样进行色谱分析排查，如果是变压器主体故障，则变压器主体色谱分析中气体含量相对较大；如果是潜油泵故障，则潜油泵色谱分析中气体含量较大。虽然行业标准规定了潜油泵正常使用寿命为五年，但据目前潜油泵厂家的制造水平，大部分制造厂均不能保证其产品五年后的安全质量，因此，对运行时间接近或超过五年的潜油泵应进行检修，必要时予以更换，以防忠于未然，确保设备整体运行的安伞可靠性。