一起变压器绝缘油总烃超标的分析与处理

黄伦松

【摘 要】本文主要阐述了变压器内部故障的原因，通过三比值法原理进行深入分析，并通过实例对发电厂变压器绝缘油总烃超标进行分析，根据总烃含量及产气速率情况，判断变压器故障性质、故障部位，最后通过变压器吊罩检修消除故障进行探讨。

【关键词】油色谱；总烃超标；故障诊断；三比值法

0 引言

变压器是发电厂重要的电气设备，变压器在运行中会散发很大的热量，大型变压器都是通过变压器油来冷却，油也起到了变压器内部导体与油箱壳体的绝缘作用，变压器在运行中发生电或热故障，可使油中碳氢键和碳碳键断裂，通过复杂化学反应形成氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等低分子烃类气体。溶解气体的色谱分析可以很好的反应变压器的运行工况，从而发现变压器的潜在故障，通过状态检修等措施及时消除变压器存在的隐患。本篇论文从实际出发，运用简明扼要的方法来分析问题，解决问题。

1 故障实例

某发电厂#3主变压器型号为SFPB-240000/220，额定电压242/15.75kV，额定容量260000 kVA，油重40吨，1985年12月投产，在2016年3月27日的常规油色谱分析数据异常，其总烃值达到793.7uL/L，总烃超标严重。经过一个月的色谱跟踪和分析，4月18日之前总烃数值较为稳定，在800～900μL/L之间。但之后逐步上升，在4月25日达到1196.2μL/L，随后几天在1100μL/L左右，乙炔较少，为0.2μL/L。在4月30日总烃最高值达1232.6uL/L，4月份具体数据如下：

2 故障分析方法

变压器故障分析首先从三比值法分析入手，其原理是：变压器油在故障时裂解产生多钟气体，气体成分含量的相对浓度会随着温度产生变化，温度与变压器故障情况不同，产生气体也会有所不同。从表2五种特征气体中选用二种溶解度和扩散系数相近的气体组成三比值，通过不同的编码表示；根据表2的编码规则和故障类型判断方法作为诊断故障性质的依据。这种方法是判断充油变压器故障类型的主要方法。

该编码规则再通过编码对照故障类型判断方法表就可以比较客观的判断出变压器内部是局部放电、过热、低能放电、还是电弧放电等故障，进一步分析后可以判断是电回路故障还是磁回路故障，可以迅速对变压器故障情况进行判断，是否需要马上停电检修，还是继续运行，避免造成经济损失。

3 根据总烃含量及产气速率诊断

经过一个多月的持续色谱分析，以4月13日为例，通过三比值法计算C2H2/C2H4为0.0005，编码为0；CH4/H2为4.4，编码为2；C2H4/C2H6为3.36，编码为2。这样编码为022，总体判断为引线夹件接头焊接不良或螺丝松动，涡流造成铁芯漏磁和铜过热，层间绝缘不良和局部短路等故障，初步判断固体绝缘正常，为裸金属过热，电回路或磁回路故障都有可能。根据表1数据分析，判断变压器内部存在裸金属过热点，且程度在逐步加重。为彻底排除隐患，确保#3主变压器的长期安全运行，根据该发电厂#3主变压器4月份整月的油色谱分析数据，日相对产气速率在7%以内，仅有微量乙炔产生且稳定，变压器内部应无强烈放电现象，故障系高温过热引起，可能为磁回路故障，为避免故障进一步扩大，遂建议对变压器停役进行吊罩检修。

4 问题解决

2016年5月4日#3机组停机，第2日吊出变压器钟罩，检查发现高压侧A相穿缆引线在进入套管10cm处白纱带已完全碳化脱落，烧断引线3股，引线上积碳且有黑色烧焦痕迹。另一故障点为低压侧B相线圈的压钉螺栓的支持架与铁芯夹件的固定螺栓松动，有发热现象。

變压器经吊罩后找到故障点，实际情况与此前分析判断的涡流造成铁芯漏磁、铜过热和裸金属高温过热的故障成因一致。分析故障原因为：高压侧A相穿缆引线过短，安装后与套管内铜管壁有接触，长期运行时产生振动磨擦，穿缆引线外包的白纱带磨破，而引线导体与铜管的接触造成了等电位分流和环流，使得与铜管接触的一股铜线电流密度大大增加，在此部位产生高温过热，致使该股引线烧断，之后故障逐步扩大，临近引线也出现同样情况，使总烃最终达到1232.6uL/L。

遂马上对烧断的引线用铜管压接重新连上，同时对三相高压侧的穿缆引线再外包两层绝缘。检查低压侧B相线圈的压钉螺栓的支持架与铁芯夹件的固定螺栓，铁芯夹件的螺孔螺纹滑牙，用丝锥重新攻丝修复，重新紧固，另外对铁芯上的所有螺栓重新紧固检查。另外检查出线圈C相围屏下面两面三道收紧带有松动，遂对三相围屏都重新绑扎处理。该变压器装复后进行绕组交流耐压试验、直流电阻试验、绝缘电阻试验、介损试验合格。

5 结论

5.1 #3主变压器于5月8日投入运行。投运后每日进行红外线成像检测，铁芯接地电流测量，变压器色谱数据跟踪分析，所有数据正常且总烃稳定，该故障消除。

5.2 变压器总烃超标诊断是一个复杂过程，不能以一次数据为判据断定故障，应从多方面分析故障，要想对变压器的故障部位与情况做出准确及时判断，平时必须多收集资料与内部结构了解。

【参考文献】

[1]陈家斌.电气设备检修及试验[M].北京：中国水利水电出版社，2003.

[2]汪永华，陈化钢.常用电气设备故障诊断技术手册[M].北京：中国电力出版社，2014.

[3]贾瑞君，薛辰东.变压器油中溶解气体分析和判断导则[M].北京：中国标准出版社，2002.

[4]李建明，朱康.高压电气设备试验方法[M].北京：中国电力出版社，2001.

[责任编辑：田吉捷]endprint