110kV变压器油色谱数据异常分析
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作者: 产启中 李惠专
摘 要：文章主要介绍了一铝金属件被吹落至变压器上，造成变压器110kV侧C相引线通过铝金属件对瓦斯继电器取样铜油管放电，致使该变压器差动保护动作跳开两侧开关。通过油色谱分析发现数据异常，得出瞬间激增的大电流在动作过程产生电弧放电导致高压侧C相绕组明显变形，在较短的时间内弧道中产生了一些特征气体，处理后进行了大量的跟踪试验，突出了在线监测装置的重要性。
关键词：变压器；油色谱；在线监测
引言
变压器的正常运行是对电力系统安全运行的最重要条件之一，必须最大限度地减少变压器的故障和事故的发生的次数[1，2]。同时我国电力行业正在向大机组、大容量、高电压等级电网发展[3]，而且社会发展对电力行业提出更严格要求。所以要对一些设备异常的状态及时处理，降低事故率。通过变压器油中气体的色谱分析，在不停电的情况下对发现变压器内部的某些潜伏性故障诊断非常有效[1]。经验证明，油中气体的各种成分含量和故障的性质及程度有关，它们之间存在直接的数学对应关系[3，4]。电力变压器故障检测所用到的化学检测方法主要是通过变压器油中特征气体的含量、产气速率和三比值法（包含改良三比值法）进行分析判断。在我们实际工作过程中，为了更准确的判断变压器内部的问题，结合历史状况和数据等判断设备运行是否存在潜伏性故障以及故障类别[3，5，6]。
1 油色谱异常数据
2013年04月05日早上，中山某变电站一带天气恶劣，7时52分38秒，110kV变压器故障跳开两侧开关。经检查发现：户外广告牌的铝金属件被吹落至变压器上，造成变压器110kV侧C相引线通过铝金属件对瓦斯继电器取样铜油管放电，致使变压器差动保护动作跳开变压器两侧开关。在发现事件后，对变压器进行全面的试验和检查，试验结果发现，在中频段高压侧C相绕组可能存在明显变形或位移，其他高压试验无异常；油化验的得出的结果如表1所示，文章主要是针对变压器油色谱方面进行分析。
表1 变压器异常前后色谱分析结果单位：μL/L
2 色谱异常数据分析
由表1中数据可以看出，变压器在发生这次事件前色谱值处于正常状态，说明变压器内部无异常情况。而在铝金属件被吹落至变压器致使两侧开关跳开后，导致油色谱数据异常。油色谱试验结果证明油中有电弧放电的情况，根据GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中的改良三比值法来判断，编码为：101，由此判断故障类型为电弧放电；放电原因只可能是线圈匝、层间短路，相间闪络，引线对箱壳或其他接地体放电，分接开关飞弧[7]。2013年4月5日之前的试验数据中都没有发现C2H2，用本次色谱异常数据值分析，C2H2/C2H4=0.4<1，在此期间分接开关没有操作，认为不应是有载开关渗漏造成的[8]。而且C相高压引线通过铝金属件对瓦斯继电器取样铜油管放电，产生了明显的电弧灼烧的痕迹，高压试验数据得出绕组有明显变形。根据故障录波信息为一次电流为7.28kA，比正常运行的电流激增了好几倍，而由此可以判断瞬间激增的大电流在动作过程产生电弧放电导致绕组明显变形。在放电的过程中，弧道中产生了一些特征气体，由于过程是一个比较快，未产生大量的特征气体。经过论证分析后，决定对变压器油进行处理后送电运行。根据送电15天后变压器油色谱试验数据结果来看，各种成分气体都比较稳定，没有增长的趋势。
发生此次事件后，中山局对该变压器的运维措施作了一些改变：（1）提高油色谱检测频度，根据每次油色谱数据的情况安排下次试验的周期，直至油色谱数据正常为止。（2）半年后跟踪一次主变绕组变形的变化情况，依据试验情况确定下一步作法；（3）进行一次AIS局放测试及红外测温，同时在日最高负荷时观察一次主变油温负荷曲线是否正常。对该变压器跟踪后，未发现设备其他异常，目前已取消跟踪，保持正常的运维措施。
3 结束语
油色谱法对变压器内部故障性质的判断和分析具有独特的优势，结合高压试验结果及运行情况等进行综合分析，可以比较清楚的分析出故障类型和部位。从此次的事件可以看出，一旦变压器发生事故，将会有大量的检修试验工作，因此如若安装在线监测装置，将大大减少工作量。对于一些色谱数据异常的设备，可以实时监测跟踪，预防设备状态恶化，确保设备安全稳定运行。目前电力行业的检修模式主要还是传统的计划检修模式，而状态检修是通过在线技术实时监控设备的运行状态，把一些潜在的故障消除，降低了事故率。所以我们必须加快转变检修模式，避免重大事故的发生，提高电网的安全运行。变压器油色谱在线监测装置的推广应用既提高了变电站运行的管理水平，又可为从预防性检修体系过渡到预知性检修体系奠定基础[3]。
参考文献
[1]胡发明.几起变压器油色谱异常的分析[J].电气技术，2012，5.
[2]孟源源，刘炜.电力变压器油色谱在线监测技术综述[J].华电技术，2009，11.
[3]周明.浅谈变压器油色谱在线监测系统[J].中国新技术新产品，2012，4.
[4]张利刚.变压器油中溶解气体的成分和含量与充油电力设备绝缘故障诊断的关系[J].变压器，2000，3.
[5]李晋城，赵素平，李景霞.变压器故障油色谱分析方法探讨[J].电气制造，2009，11.
[6]左新宇，付强.变压器油中溶解气体在线监测方法及故障判断综述[J].广东电力，2011，2.
[7]徐康健，孟玉婵.变压器油中溶解气体的色谱分析实用技术[J].中国质检出版社，2011.
[8]程绍伟，金大鑫，张楠.220kV变压器油色谱异常分析[J].变压器，2013，7.
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