變壓器有載分接開關油中乙炔超標故障原因分析及處理
閱讀：708發布時間：2024-6-21
< >摘要：針對變壓器有載分接開關油色譜中存在乙炔含量，其內部故障引起直流電阻偏大，通過對試驗數據進行詳細分析，對有載分接開關吊芯檢查和處理，確定了故障引起乙炔含量超標原因，解決了變壓器直流電阻偏大的問題，提升對變壓器故障狀態的準確判斷。根據現場實際情況，提出了檢查處理方法及改進措施，并針對此類故障提供了有力參考。 關鍵詞：變壓器；有載分接開關；乙炔；故障分析 引言 在電力系統中，變壓器作為穩定電網安全運行的關鍵設備，變壓器有載分接開關起到調節電壓平衡的措施，因此，有載分接開關的內部故障是關系變壓器安全穩定運行的重要因素之一。變壓器有載分接開關油具有絕緣、散熱和消弧等作用，一般情況下，變壓器往往由于繞組局部發熱、內部異常放電和有載分接開關油中氣體含量超標等因素導致變壓器停運，一旦變壓器有載分接開關油色譜乙炔含量超標，則表明有載分接開關內部存在故障情況，需及時停電檢查處理。近年來，變壓器有載分接開關油色譜分析中卻出現乙炔含量超標問題，引起了業內專家的高度重視。本文針對一起110kV變壓器有載開關油中乙炔含量超標，分析內部故障原因和處理方法，提出相應的改進措施。 1油中乙炔含量超標 分析油中溶解氣體的組成與含量是監視充油電氣設備安全運行的措施之一。利用氣相色譜法分析油中溶解氣體，以便監視充油設備是否安全運行，在我國已有幾十年的使用經驗，積累了豐富的實踐經驗，并在設備故障的分析處理中起到了極大的作用，收到了良好的效果。 某變電站110kV#1主變壓器型號為SSZ11-50000/110，容量為50000kVA，連接組別為YNyn0d11，2005年3月投入運行。分接開關型號：VCMⅢ-500Y/72.5B-10193W。投運以來，主變壓器未發生過重大故障，因此僅安排必要的定期檢驗項目，且未檢測到油中氣體指標超標。2019年6月，有載分接開關進行油色譜分析時發現，油中的乙炔含量達到209.92μL/L，考慮到之前的定期檢驗中乙炔含量一直正常，故加強對該設備的巡視檢查，并縮短油色譜分析周期，經過三個月連續油色譜追蹤，確認了變壓器有載分接開關確實出現了乙炔氣體含量超標并逐漸增長的情況，故認為其內部出現了故障。 2有載分接開關故障原因分析 有載分接開關在兩個分接頭之間切換過程中,利用其彈簧、儲能機械進行切換過渡，過渡電阻在切換時起到限制環流作用，觸頭在切換過程中會產生電弧，此時變壓器油起到滅弧作用，電弧會使其內部油質劣化。為了避免與變壓器本體油隔離，有載分接開關單獨安裝在絕緣筒內，使用各自的油系統。 正常情況下，有載分接開關油中乙炔氣體含量很少,存在大量的乙炔氣體表明內部存在放電的故障。根據DL/T722-2016《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》分析，油中導致乙炔含量超標有以下可能：（1）在溫度高于1000℃時，變壓器油裂解產生的氣體中含有乙炔。（2）變壓器發生局部放電，可能分解產生乙炔。（2）有載分接開關切換開關滅弧所產生的C2H2。由次對變壓器有載分接開油色譜分析，如表1所示。根據色譜試驗結果，經三比值法分析為202，認為存在低能放電現象。進一步對主變有載分接開關進行吊罩檢查和處理。 表1 油中溶解氣體組分含量分析結果 3變壓器吊罩檢查和故障分析 2019年8月30日，對該主變的分接開關進行吊罩處理。吊罩處理前，對主變進行絕緣電阻，變比和直流電阻試驗。與歷年測試數據對比，發現C相在所有分接檔位的直流電阻值有明顯增長，導致三相不平衡率由出廠值的0.6%增加到1.8%。表明分接開關內部故障可能導致C相直流電阻值偏高。 通過對有載分接開關吊罩進行內部故障檢查，發現部分緊固螺栓松動，存在脫落現象，而且抽頭連接線的固定夾件不牢固。在廠家配合下，進一步對分接開關進行過渡電阻、開關波形、真空管絕緣和耐壓測試，發現C相高壓繞組真空管耐壓不合格，要求更換C相真空管。經過檢查處理后，有載分接開關恢復安裝，抽真空濾油靜置。然后對主變進行絕緣電阻、變比、直流電阻、繞組變形等各項試驗，試驗數據均合格，三相高壓繞組直流電阻的不平衡率降低到0.62%，與出廠值對比無明顯變化。處理后，對有載分接開關進行油色譜分析，乙炔含量為0.08μL/L。各項試驗數據合格后，主變正常投入運行。 4防范措施及建議 為防止類似事件的發生，加強對變壓器有載分接開關的日常檢修維護、嚴格按照試驗標準開展工作，可制定以下防范措施。 嚴格執行絕緣油定期油色譜分析試驗，在變壓器運行過程中，定期做油的色譜分析，能盡早發現設備內部的潛伏性故障，以避免設備發生重大故障或事故造成損失，還結合各項電氣試驗綜合判斷，是變壓器內部故障判斷的有效方法。 為了進一步判斷故障性質，采用排除法進行故障排查。對設備的診斷應從安全性和經濟性方面考慮。首先，采用不影響變壓器運行的方法進行故障查找，因為油中的乙炔體積分數只要不明顯增長或處于允許范圍內的波動狀態，一般不會威脅變壓器正常運行，只要采取適當的跟蹤、防范措施即可。其次，在確認變壓器故障在短期不會導致故障擴大引發嚴重后果的情況下，應從附屬設備先查起，以尋找故障點。再次，對變壓器有載分接開關停電吊芯檢查，從開關油箱中調出切換開關本體,清洗開關芯和絕緣筒，緊固松動的螺栓、檢查絕緣部件、對其進行過渡電阻、開關波形、真空管絕緣和耐壓等相關試驗，分析各項試驗數據，與歷史值對比，確保有載分接開關安全穩定運行。 編制變壓器有載分接開關的吊芯方案，要針對性地布置吊芯檢查的重點工作并分工，讓每個參與工作人員熟悉自己的工作內容和流程，做到心中有數。負責人對每道工序從頭至尾自驗收一遍，嚴把質量關，記錄每一個具體檢查項目，改進和更換的零部件，要包含安全距離的檢查，各個環節檢查人員都要簽名，提高工作人員責任感。 5結束語 變壓器有載分接開關在運行過程中，會因為產品自身質量、安裝調試等可能因素造成其內部產生放電和過熱現象。在不同溫度下，油中會分解不同的氣體，但隨著溫度的升高，存在有乙炔氣體產生。當有載分接開關出現放電現象時，一般情況下均有乙炔產生。乙炔值超過規程中的注意值時，可引起變壓器內部放電故障，甚至威脅電網的安全穩定運行。因此，需要定期開展油色譜分析試驗，當油中乙炔含量值超過規程注意值時，試驗人員將結合各個電氣試驗項目進行綜合分析，正確發現故障并及時檢修,保證變壓器安全穩定運行。
