1引言

利用(yong)色譜分(fen)析干式變壓器(qi)油(you)中溶解氣(qi)體(ti)，可以診(zhen)斷(duan)設備內部的(de)潛伏性故障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)。故障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)診(zhen)斷(duan)包括有無故障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)和故障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)類(lei)型兩個方面。通(tong)常(chang)以特(te)(te)征氣(qi)體(ti)含(han)量法(fa)或產氣(qi)速率法(fa)來(lai)判斷(duan)是(shi)否存在故障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang),即將(jiang)油(you)中溶解氣(qi)體(ti)組分(fen)含(han)量的(de)測定(ding)值(zhi)或某(mou)些氣(qi)體(ti)的(de)產氣(qi)速率與(yu)有關標準(zhun)中相應的(de)注意值(zhi)進行比較,然后作出判斷(duan)。若(ruo)認為可能存在故障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)，則再(zai)根據故障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)下產氣(qi)的(de)特(te)(te)征來(lai)判斷(duan)故障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)類(lei)型，常(chang)用(yong)方法(fa)有特(te)(te)征氣(qi)體(ti)法(fa)和改良三比值(zhi)法(fa)。

本文中(zhong)介(jie)紹了(le)一(yi)臺500kV干式變(bian)壓(ya)器投(tou)產試運行期間(jian)，根(gen)據油中(zhong)溶(rong)解氣體的色譜(pu)分析(xi)結果，判斷出干式變(bian)壓(ya)器內(nei)部存在過熱故障(zhang)，然后通過返廠檢查找到故障(zhang)的過程。

2干(gan)式(shi)變壓器投運情況

金華電業局500kV芝堰變(bian)(bian)工程于2009年7月(yue)(yue) 7日(ri)建成投產，其中3號(hao)主變(bian)(bian)（產品型(xing)號(hao)ODFS-334000/500）于2009年7月(yue)(yue)9日(ri)11時33分(fen)開始(shi)做沖擊(ji)試(shi)(shi)(shi)驗，先由220kV沖擊(ji)2次，然后500kV沖擊(ji) 4次，沖擊(ji)試(shi)(shi)(shi)驗完成后即進行(xing)帶(dai)負(fu)(fu)載(zai)試(shi)(shi)(shi)驗，時間為(wei)7 月(yue)(yue)11日(ri)21時11分(fen)，至22時43分(fen)帶(dai)負(fu)(fu)載(zai)試(shi)(shi)(shi)驗結束，該主變(bian)(bian)正(zheng)式(shi)轉入試(shi)(shi)(shi)運行(xing)。

7月11日(ri)上午，投產后(hou)先(xian)次(ci)取(qu)油樣(yang)進(jin)(jin)行(xing)色譜分析，發現B相氫含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)異常（119uL/L）。在向取(qu)樣(yang)人員了(le)解取(qu)樣(yang)情(qing)況后(hou)并進(jin)(jin)行(xing)分析，認為氫含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)異常可能是由(you)取(qu)樣(yang)前(qian)(qian)未將(jiang)取(qu)樣(yang)閥(fa)內死油放(fang)掉造(zao)成。這(zhe)種情(qing)況以前(qian)(qian)曾多次(ci)發生，原因(yin)是由(you)于一些取(qu)樣(yang)閥(fa)的(de)閥(fa)體中含(han)(han)有某些脫氫反應的(de)催化劑，在其作用下閥(fa)內的(de)油發生了(le)脫氫反應，使得閥(fa)內油中出現高(gao)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)氫，如果取(qu)樣(yang)前(qian)(qian)未將(jiang)閥(fa)內死油完全放(fang)干凈，所取(qu)油樣(yang)中的(de)氫含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)就(jiu)會變高(gao)。

7月12日上午，正式投產11個小時后再次取(qu)樣（要求先(xian)放掉大(da)量取(qu)樣閥內(nei)的(de)死油），結果發現(xian)B 相(xiang)(xiang)烴類(lei)氣(qi)體的(de)分(fen)(fen)析數(shu)據異(yi)常(chang)，而氫(qing)含(han)量比前次大(da)幅下降。A相(xiang)(xiang)和C相(xiang)(xiang)則(ze)正常(chang)。當晚(wan)8時20分(fen)(fen)進行(xing)第二次取(qu)樣，試(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果顯示(shi)B相(xiang)(xiang)一些烴類(lei)氣(qi)體含(han)量增長明顯。以后幾(ji)天又進行(xing)了幾(ji)次跟蹤試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，試(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果見表(biao)1。鑒于在試(shi)(shi)運行(xing)期(qi)間B相(xiang)(xiang)油色(se)譜(pu)分(fen)(fen)析結果出現(xian)異(yi)常(chang)，經研究決定(ding)，7月15日10時36分(fen)(fen)該主變退(tui)出運行(xing)。

3故障分析

有關標準(zhun)規(gui)定，500kV干式(shi)變壓器油中溶解氣體含量(liang)的注(zhu)意值如(ru)下:H2=150uL/L,C2H2=1uL/L，總烴(jing)= 150uL/L。

該干(gan)式變壓(ya)器運行時間(jian)很(hen)短，油中(zhong)(zhong)H2、C2H2和總(zong)烴(jing)這三(san)項指標均未達到注意值(zhi)，因此特(te)征氣(qi)(qi)體(ti)含(han)量法(fa)在這一案例中(zhong)(zhong)不是很(hen)適用。而產(chan)氣(qi)(qi)速(su)(su)率(lv)考查的是某(mou)一時間(jian)段內(nei)氣(qi)(qi)體(ti)含(han)量的增長(chang)速(su)(su)度(du)，基本(ben)上與設備(bei)運行時間(jian)的長(chang)短無(wu)關。因此在本(ben)文案例中(zhong)(zhong)，用產(chan)氣(qi)(qi)速(su)(su)率(lv)法(fa)判斷故障要比特(te)征氣(qi)(qi)體(ti)含(han)量法(fa)更合適。產(chan)氣(qi)(qi)速(su)(su)率(lv)分為絕對(dui)產(chan)氣(qi)(qi)速(su)(su)率(lv)和相對(dui)產(chan)氣(qi)(qi)速(su)(su)率(lv)，計算(suan)公式如下：

上述(shu)公式(shi)中(zhong)(zhong)，γa為(wei)絕對(dui)產氣(qi)速(su)率(lv)，單位(wei)(wei)(wei)為(wei)mL/d；γr為(wei)相對(dui)產氣(qi)速(su)率(lv)，單位(wei)(wei)(wei)為(wei)％/月；Ci1、Ci2分別為(wei)前后兩次(ci)取樣測得油(you)中(zhong)(zhong)某氣(qi)體含量，單位(wei)(wei)(wei)為(wei)uL /L；?t為(wei)兩次(ci)取樣時(shi)間間隔(ge)中(zhong)(zhong)的(de)實際(ji)運行時(shi)間，在式(shi)(1)中(zhong)(zhong)單位(wei)(wei)(wei)為(wei)天(d)，式(shi)(2)中(zhong)(zhong)單位(wei)(wei)(wei)為(wei)月；m為(wei)設(she)備(bei)總油(you)量，單位(wei)(wei)(wei)t；p為(wei)油(you)的(de)密度，單位(wei)(wei)(wei)t/m3。

用(yong)(yong)產氣速率判斷故(gu)障時，對(dui)(dui)特征氣體起始含(han)量很低的(de)新(xin)設備，不(bu)宜(yi)采(cai)用(yong)(yong)相對(dui)(dui)產氣速率的(de)方法(fa)。從式 (2)中可看(kan)出，如(ru)果分(fen)母(mu)Ci1過小，即使分(fen)子(zi)中Ci2與 Ci1的(de)差值不(bu)大(da)時也(ye)會(hui)使相對(dui)(dui)產氣速率變(bian)得很大(da)，而且分(fen)母(mu)Ci1的(de)試驗誤(wu)差還會(hui)加大(da)對(dui)(dui)相對(dui)(dui)產氣速率計算值的(de)影(ying)響。由(you)此(ci)可見(jian)，對(dui)(dui)于本文案(an)例宜(yi)采(cai)用(yong)(yong)絕對(dui)(dui)產氣速率方法(fa)。

標準中對干式變壓器絕對產氣(qi)速率的注(zhu)意值規定(ding)如下(xia):H2=10mL/d，C2H2=0.2mL/d，總烴=12mL/d。

從表(biao)1中可知，H2含量波動較大且無(wu)規律，如(ru)前(qian)所述，這是受取(qu)樣閥(fa)中存在脫氫反應的影響，故(gu)在這種情(qing)況(kuang)下計算(suan)H2的產(chan)氣速率對故(gu)障判(pan)斷(duan)沒多大意義。

根據表(biao)1中試運(yun)行前后的(de)數據，用式(2)計算 C2H2和總烴的(de)產氣速(su)率(運(yun)行時間3.5天(tian)，油(you)重70t, 油(you)密度0.89t/m3)，得到C2H2的(de)絕對產氣速(su)率為(wei) 15.5mL/d，是(shi)注(zhu)意值的(de)77.5倍；總烴的(de)絕對產氣速(su)率為(wei)1128mL/d,是(shi)注(zhu)意值的(de)94.1倍。據此可以判(pan)定，該設備內部已存在較嚴(yan)重故障。

由于(yu)故障(zhang)(zhang)氣體主(zhu)要由C2H4、CH4及H2構成，而(er)且還出現微量C2H2,用(yong)特征氣體法判斷(duan)，該設(she)備的故障(zhang)(zhang)類(lei)型符合(he)高溫過(guo)熱特征。若用(yong)改良三(san)比值法判斷(duan)，經計算得到的編碼組合(he)為0 0 2,對應的故障(zhang)(zhang)類(lei)型也是高溫過(guo)熱。

4返廠后的產品試驗

該干式變(bian)壓器停(ting)役后，現場所進(jin)行的檢(jian)查(cha)未(wei)能(neng)找到故障(zhang)，決定B相返(fan)廠作進(jin)一步檢(jian)查(cha)。返(fan)廠后，進(jin)行了(le)電壓比測量及(ji)聯(lian)結組標號檢(jian)定、繞組電阻測量、絕緣電阻及(ji)介損測量、長時感應電壓試驗(yan)等(deng)項目的檢(jian)查(cha), 結果均未(wei)見異常(chang)。

在(zai)對(dui)油(you)進(jin)行脫氣(qi)處理(li)后，又進(jin)行了長(chang)期空載和負載試(shi)驗(先空載后負載，時(shi)間(jian)均為36h),在(zai)試(shi)驗期間(jian)每(mei)隔(ge)2h取一次油(you)樣進(jin)行色譜分(fen)析，分(fen)析數(shu)據見表2。

從表(biao)2數據可知,干式(shi)變壓器長(chang)期空載(zai)(zai)試(shi)驗(yan)(yan)時(shi)，總(zong)烴(jing)含(han)量(liang)有(you)增(zeng)長(chang)趨(qu)勢，但在負(fu)載(zai)(zai)試(shi)驗(yan)(yan)中其增(zeng)長(chang)速(su)度反而變慢，其他(ta)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)也有(you)類似情況。由于吸附在干式(shi)變壓器內部固(gu)體(ti)(ti)材料中的(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)在油脫氣(qi)(qi)處理(li)后，會(hui)有(you)一個(ge)向油中轉移的(de)平衡過(guo)程，使(shi)油中的(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)組分(fen)含(han)量(liang)出現(xian)一個(ge)先快后慢的(de)增(zeng)長(chang)過(guo)程，這(zhe)將導(dao)致很(hen)難(nan)區分(fen)脫氣(qi)(qi)后油中氣(qi)(qi)體(ti)(ti)含(han)量(liang)的(de)增(zeng)長(chang)是由故障引(yin)起(qi)還是由原(yuan)來的(de)殘(can)余氣(qi)(qi)體(ti)(ti)引(yin)起(qi)，使(shi)得對長(chang)期空載(zai)(zai)試(shi)驗(yan)(yan)和負(fu)載(zai)(zai)試(shi)驗(yan)(yan)期間(jian)的(de)色(se)譜分(fen)析結果難(nan)以作出正確判斷。

5故障檢查結果

由于干式變壓器返(fan)廠后的(de)(de)診斷性(xing)試驗也未(wei)能發(fa)現(xian)問(wen)題，決定吊出(chu)器身(shen)(shen)做進(jin)一(yi)步(bu)檢(jian)查(cha)(cha)。2009年10月(yue)(yue)17 日(ri)進(jin)行(xing)(xing)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)(xin)、夾件及(ji)(ji)油箱(xiang)磁屏蔽等部(bu)位檢(jian)查(cha)(cha)，結果(guo)未(wei)見異(yi)常。10月(yue)(yue)22日(ri)進(jin)行(xing)(xing)了(le)分(fen)體檢(jian)查(cha)(cha)，拆除上(shang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)軛(e)， 將(jiang)主柱(zhu)(zhu)器身(shen)(shen)從(cong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)(xin)柱(zhu)(zhu)上(shang)拔出(chu)，對(dui)器身(shen)(shen)內(nei)部(bu)及(ji)(ji)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)(xin)進(jin)行(xing)(xing)了(le)深入細致檢(jian)查(cha)(cha)。結果(guo)發(fa)現(xian)：高壓側主柱(zhu)(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)(xin)表(biao)(biao)面(mian)(mian)從(cong)較(jiao)小級算起(qi)的(de)(de)第4級鐵(tie)(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)(xin)片，距(ju)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)窗下鐵(tie)(tie)(tie)(tie)軛(e)上(shang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)約450mm處與(yu)之接觸的(de)(de)一(yi)支撐(cheng)棒(bang)(bang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)有發(fa)黑痕(hen)跡，其(qi)中出(chu)現(xian)碳(tan)(tan)化(hua)部(bu)分(fen)的(de)(de)長度(du)100mm。從(cong)撐(cheng)棒(bang)(bang)緊鄰碳(tan)(tan)化(hua)點向上(shang)還有一(yi)段(約700mm)發(fa)黑痕(hen)跡，但沒(mei)有碳(tan)(tan)化(hua)，僅僅是其(qi)下部(bu)碳(tan)(tan)化(hua)對(dui)上(shang)部(bu)的(de)(de)熏(xun)染結果(guo)。這支撐(cheng)棒(bang)(bang)上(shang)有一(yi)個約2mm小孔，小孔內(nei)有污染。另(ling)外鐵(tie)(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)(xin)接地屏較(jiao)內(nei)層紙筒與(yu)撐(cheng)棒(bang)(bang)碳(tan)(tan)化(hua)處接觸部(bu)分(fen)有熏(xun)染發(fa)黑痕(hen)跡。檢(jian)查(cha)(cha)撐(cheng)棒(bang)(bang)過熱(re)點對(dui)應的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)(xin)部(bu)分(fen)，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)(xin)端面(mian)(mian)光滑，沒(mei)有毛(mao)刺形成(cheng)片間短路，沒(mei)有過熱(re)形成(cheng)的(de)(de)燒熔，鐵(tie)(tie)(tie)(tie)心(xin)(xin)(xin)完好無(wu)損。同時(shi)對(dui)調柱(zhu)(zhu)及(ji)(ji)旁柱(zhu)(zhu)也進(jin)行(xing)(xing)了(le)認真檢(jian)查(cha)(cha)，檢(jian)查(cha)(cha)結果(guo)未(wei)見異(yi)常。

在對上述撐(cheng)棒(bang)進行(xing)X光透視(shi)后(hou)(hou)，未發現金(jin)屬異(yi)物。經過(guo)(guo)對撐(cheng)棒(bang)材(cai)質等因(yin)素進行(xing)認(ren)真 研究(jiu)和(he)分(fen)析(xi)后(hou)(hou)，認(ren)為該(gai)干式變壓器故障的(de)原因(yin)是(shi)撐(cheng)棒(bang)受(shou)到了(le)污染或存在腐(fu)蝕(shi)發生(sheng)霉(mei)變而喪失了(le)絕緣性能(neng)，與鐵心(xin)片接觸后(hou)(hou)在鐵心(xin)端(duan)面形成局(ju)部(bu)渦流產生(sheng)局(ju)部(bu)過(guo)(guo)熱，由于(yu)(yu)撐(cheng)棒(bang)與鐵心(xin)緊(jin)密接觸(鐵心(xin)綁帶對其施加了(le)很大的(de)壓緊(jin)力)，散熱條件很差，因(yin)此撐(cheng)棒(bang)由于(yu)(yu)局(ju)部(bu)過(guo)(guo)熱而發生(sheng)碳化，也正是(shi)局(ju)部(bu)過(guo)(guo)熱造成了(le)油分(fen)解出(chu)現色譜分(fen)析(xi)結果異(yi)常。

6結束語

(1)新干(gan)式變壓器在投產(chan)試運(yun)行(xing)期(qi)間，要高度重視油中溶解氣(qi)體含量的色譜(pu)分(fen)析(xi)(xi)項目，對(dui)有異(yi)常的分(fen)析(xi)(xi)結(jie)果進行(xing)故(gu)障判(pan)斷時，往往用產(chan)氣(qi)速率法更能反映(ying)設備的真實情況。

(2)取油(you)樣前一定(ding)要先將取樣閥內的死油(you)放(fang)干凈，以免所取的油(you)樣失去(qu)真實(shi)性。

(3)當發現油中特征氣體含量異(yi)常時，在故(gu)障未查明之(zhi)前，若需設備繼續(xu)運行(xing)(或(huo)進(jin)(jin)行(xing)空載試(shi)驗和負載試(shi)驗)并根據油中氣體含量的變化作進(jin)(jin)一步觀察(cha)時，暫緩對(dui)(dui)油進(jin)(jin)行(xing)脫氣處理對(dui)(dui)故(gu)障診斷更為有利。

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