在化工廠(chǎng)，變壓器是很重要的設備，尤其是變電站的主變若出現突發(fā)故障，會(huì )帶來(lái)嚴重的后果。因此我們必須非常重視變壓器的日常維護工作，及時(shí)發(fā)現變壓器存在的潛在隱患并進(jìn)行處理。而色譜分析是通過(guò)對變壓器油中溶解氣體的分析檢測，及時(shí)發(fā)現變壓器潛伏性故障的一個(gè)重要方法和手段。本文重要介紹了某變電站 1#主變壓器色譜分析發(fā)現主變存在的故障過(guò)程、診斷方法及處理過(guò)程。
1．概述
某變電站 1#主變壓器為中國濟南變壓器廠(chǎng)生產(chǎn)的 SFSZ8－40000／110 型變壓器，出廠(chǎng)時(shí)間為 1995 年 5 月，容量 40000KVA，總重 68800KG，油重 16500KG。該變壓器承擔著(zhù)某變電站 110kV 系統供電任務(wù)，自投運以來(lái)長(cháng)期處于運行狀態(tài)，十分重要。運行二十年來(lái)未出現過(guò)大的異常。但在 2017 年 4 月 14 日取油樣進(jìn)行變壓器油溶解氣體組成分析中發(fā)現油箱內變壓油總烴量達 161.3μL/L（超過(guò) 150μL/L 的注意值），這引起車(chē)間及上級部門(mén)的高度重視。由于暫不具備檢修條件，車(chē)間決定縮短油樣分析周期，對其進(jìn)行密切、長(cháng)期的追蹤分析 觀(guān)察油中總烴的變化情況 待有機會(huì )進(jìn)行徹底的檢查處理。
2．原因分析
發(fā)現箱內變壓油總烴量超過(guò)注意值后，車(chē)間又在 2017 年 4 月 21 日取樣進(jìn)行變壓器油溶解氣體組成分析，油箱內變壓油總烴量達 167.7μL/L（超過(guò) 150μL/L 的注意值，數值與前一次相差不大，排除分析失誤問(wèn)題）。2018 年 4 月 26 日取油樣進(jìn)行變壓器油溶解氣體組成分析中發(fā)現油箱內變壓油總烴量達 400.7μ
L/L（超過(guò) 150μL/L 的注意值，且總烴含量增大明顯）車(chē)間立即向上級匯報，將該變壓器退出運行備用。
3．故障分析
三比值法原理：根據充油電氣設備內油、絕緣在故障下裂解產(chǎn)生氣體組分含量的相對濃度和溫度的相
互依賴(lài)關(guān)系，從五種特殊氣體中選用兩種溶解度和擴散系數相近的氣體組分組成三結比值，以不同的編碼表示。根據表 2 的編碼規則和表 3 故障類(lèi)型判斷方法作為診斷故障性質(zhì)的依據。這種方法消除了油的體積效應影響，是判斷充油設備故障類(lèi)型的主要方法。
4．總烴超標原因分析
利用三比值法對該變壓器 2019 年 3 月 22 日色譜分析結果進(jìn)行分析，列表如下：
判斷故障原因為有載調壓開(kāi)關(guān)接觸不良，引線(xiàn)夾件螺絲松動(dòng)或接頭焊接不良，渦流引起銅過(guò)熱，鐵芯漏磁，局部短路和層間絕緣不良，鐵芯多點(diǎn)接地等。
5．變壓器檢修及故障處理步驟
變壓器停電后做好安全防護措施，進(jìn)行變壓器檢修前試驗，具體試驗項目如下
5.2變壓器排油
5.3套管及升高座拆卸
5.4儲油柜拆卸
5.5變壓器吊罩檢查，上節油箱吊開(kāi)后，對器身進(jìn)行全面的檢查、清理及修復工作
5.6線(xiàn)圈檢查（重點(diǎn)檢查部位）
5.6.1檢查相間隔板和圍屏有無(wú)破損、變色、變形、放電痕跡。圍屏清潔無(wú)破損，綁扎緊固完整，分接引線(xiàn)出口處封閉良好，圍屏無(wú)變形、發(fā)熱和樹(shù)枝放電痕跡
5.6.2檢查繞組表面可視部分清潔情況，匝絕緣有無(wú)破損，若有異常進(jìn)行修復。線(xiàn)圈導線(xiàn)應緊實(shí)無(wú)松動(dòng)， 各繞組無(wú)明顯變形
5.6.3檢查繞組各部位墊塊應無(wú)位移和松動(dòng)情況，對于墊塊松動(dòng)、移位情況應及時(shí)修復處理。
5.6.4檢查各線(xiàn)圈調壓分接線(xiàn)出頭根部絕緣應完好無(wú)損傷，引線(xiàn)根部無(wú)過(guò)熱變色現象，線(xiàn)圈出頭對應處圍板應完好無(wú)損傷。對于檢查過(guò)程中的異?，F象應及時(shí)修復處理
5.6.5檢查各繞組油道應通暢無(wú)堵塞現象，若油道有堵塞應進(jìn)行修復處理
5.6.6檢查各線(xiàn)圈壓釘是否壓緊可靠，壓釘備冒是否緊實(shí)無(wú)松動(dòng)。若壓釘松動(dòng)，應使用液壓設備重新對器身進(jìn)行壓緊后將壓釘及備冒緊固到位
5.6.7檢查線(xiàn)圈撐條應無(wú)脫落掉下現象
5.7引線(xiàn)、引線(xiàn)支架檢查及修復
5.7.1檢查引線(xiàn)各木件、導線(xiàn)夾是否有變形、斷裂情況
5.7.2檢查引線(xiàn)各夾持處絕緣螺桿是否有松動(dòng)、斷裂、脫落情況
5.7.3檢查引線(xiàn)外包絕緣是否有損傷、斷裂、絕緣老化變脆、絕緣受熱變色等異?，F象，引線(xiàn)夾持是否有松動(dòng)情況
5.7.4檢查各引線(xiàn)間絕緣距離是否滿(mǎn)足要求，引線(xiàn)間是否有放電等異?，F象
5.7.5檢查各引出線(xiàn)根部絕緣有無(wú)破損、變形，套管內引線(xiàn)有無(wú)放電現象，絕緣有無(wú)損傷、脫落情況，上述檢查若有異常應及時(shí)修復
5.8鐵芯、夾件檢查及處理（重點(diǎn)檢查部位）
5.8.1檢查鐵芯上鐵軛是否有臟污、異物，若有應及時(shí)清理
5.8.2檢查鐵芯與夾件、鐵芯間油路是否通暢，若有油路堵塞現象應及時(shí)處理
5.8.3檢查鐵芯是否有片間短路，變色、燒蝕等異?，F象，若有應進(jìn)行處理
5.8.4檢查鐵芯片是否有局部變形，鐵芯片是否有翹起現象，若有應進(jìn)行復原
5.8.5檢查鐵芯油道接地線(xiàn)及鐵芯引出接地線(xiàn)是否有搭接、松動(dòng)、斷裂、脫落現象，若有應及時(shí)處理
5.8.6檢查鐵芯拉帶、上梁、側梁等處緊固件是否有松動(dòng)、脫落現象，若有應及時(shí)緊固到位
5.8.7測量鐵芯、夾件接地情況及鐵芯油道絕緣電阻，檢查電阻是否異常，鐵芯有無(wú)多點(diǎn)接地情況
5.8.8檢查鐵芯是否有磁屏蔽，若有應檢查磁屏蔽接地是否可靠，磁屏蔽裝配緊固件是否有松動(dòng)、脫落現象
5.8.9檢查鐵芯是否有地屏結構，若有檢查鐵芯地屏接地線(xiàn)是否緊固無(wú)松動(dòng)
5.8.10使用 2500V 搖表測量夾件對地絕緣電阻，檢查是否有放電點(diǎn)或接觸部位，若有需進(jìn)行絕緣處理
5.9 油箱檢查及處理
5.10 開(kāi)關(guān)檢查
5.11.其余組配件檢查及維修
5.12所有檢修工作結束后，將變壓器各附件進(jìn)行復裝處理，變壓器復裝過(guò)程中，所有拆卸部位密封膠墊需進(jìn)行更換處理，所有非電量保護裝置需經(jīng)校驗合格后方可進(jìn)行裝配
5.13真空注油
5.14靜放
5.15二線(xiàn)線(xiàn)更換及整體噴漆
檢修后試驗，具體試驗項目如下：
6．總烴超標分析處理
2019 年 5 月安排該變壓器進(jìn)行大修。在大修前試驗中變壓器繞組絕緣、直阻、介質(zhì)損耗、直流泄露等數據均合格前期已判斷變壓器故障原因為有載調壓開(kāi)關(guān)接觸不良，引線(xiàn)夾件螺絲松動(dòng)或接頭焊接不良，渦流引起銅過(guò)熱，鐵芯漏磁，局部短路和層間絕緣不良，鐵芯多點(diǎn)接地等。檢修中檢修人員重點(diǎn)對可能產(chǎn)生故障的部位進(jìn)行了認真檢查。在將變壓器油全部放置在油罐里后打開(kāi)變壓器鐘罩進(jìn)行故障原因排查，在對高、中、低三側引出線(xiàn)的檢查中未發(fā)現異常 在對鐵心和夾件的檢查中 檢查人員也沒(méi)有發(fā)現明顯的異常。 由于該變壓器為有載調壓變壓器運行中經(jīng)常根據運行情況進(jìn)行電壓調節，分接開(kāi)關(guān)接觸不良也是常見(jiàn)故障， 雖然試驗未發(fā)現異常，但仍為檢查的重點(diǎn)，經(jīng)過(guò)全面檢查，發(fā)現有載調壓開(kāi)關(guān)與分接頭搭接處螺栓有松動(dòng)， 有明顯的過(guò)熱灼傷痕跡，絕緣層已明顯受熱發(fā)黃。隨著(zhù)運行時(shí)間的增加，還使油箱中的變壓油不斷發(fā)生分解 產(chǎn)生可燃性烴類(lèi)氣體 并使油箱中的油閃點(diǎn)降低 直接威脅變壓器的安全運行。變壓器油總烴超標原 因分析處理在進(jìn)一步的檢查中 沒(méi)有再發(fā)現其它異常和可疑之處 據此判定油中總烴超過(guò)注意值應該就是 有載調壓開(kāi)關(guān)接觸不良引起，因此只要將螺栓進(jìn)行緊固后，其發(fā)熱故障便可以消除。
7．結論
變壓器投入運行后 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀(guān)察其變壓器油的總烴含量穩定合格，證明 1#主變總烴超為有載調壓開(kāi)關(guān)接觸不良引起，造成接觸不良發(fā)熱引起油分解。
8．結束語(yǔ)
利用色譜法查找變壓器絕緣缺陷已在電力系統中廣泛采用，實(shí)踐證明其是有效的，也是可靠的，因此每年春檢項目中很重要的一項工作就是主變壓器油色譜分析。通過(guò)色譜分析結果，對照前幾次色譜分析結果分析變壓器是否存在潛伏性故障。但是由于導致變壓器油中氣體異常的原因很多，往往不能單純依靠氣相色譜法就能確定變壓器的具體故障，我們還必須利用其它一些試驗和檢查，準確掌握變壓器的運行情況， 尤其是異常運行情況，經(jīng)過(guò)認真仔細的檢查分析，才能準確把握變壓器的真正故障并正確徹底地進(jìn)行處理， 確保變壓器的安全穩定運行。
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