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一起110kV变压器内部过热缺陷的分析及处理
李良军，邓凡良，应 俊
大庆油田电力集团供电公司 黑龙江省大庆市
163453
摘要：本文介绍了一起110kV变压器内部过热缺陷的发现、追踪、分析和处理的全过程，总结了变压器检修和消缺的经验。
关键词：变压器；内部过热；分析；处理
1
前言
电力变压器内部过热缺陷对安全运行危害极大，如果不能及时被发现和处理，必然导致缺陷逐步扩大，最后造成变压器烧损的恶性事故。
在电网运行中，通过有效的技术手段，及时发现变压器内部存在的过热缺陷，科学准确地进行缺陷分析，制定并实施切实可行的缺陷处理方案，对于保证电力变压器安全可靠运行非常重要。
2
发现缺陷
2006年4月，某变电所2号110kV主变在投运5年之后进行首次大修。
主变型号SFSZ7-50000/110，电压组合115±8×1.25％/38.5±5％/6.3kV，额定电流251
A/749.8A/2291A。
主变大修后，各项试验合格，恢复送电。送电后第三天，对主变绝缘油追踪色谱分析，发现总烃含量异常增长，超过规定的150μL/L的注意值，运用三比值法分析，显示变压器内部存在高于700℃的高温过热缺陷。
3
追踪缺陷
为了进一步确定缺陷类型，对该主变绝缘油劣化趋势进行密切追踪。主变大修后送电前色谱分析数据及后期追踪的数据详见表1。
4
分析缺陷
分析2号主变绝缘油气相色谱追踪数据的变化情况。没有乙炔气体，说明变压器内部不存在放电。二氧化碳和一氧化碳数值稳定，说明固体绝缘材料没有局部过热。从而可以初步判定变压器内部为裸金属局部过热缺陷。
变压器内部裸金属大体分三大部分，一是导电回路部分，包括导电杆、裸露的母排、分接开关接点、裸露的电气连接点等；二是铁芯磁路部分；三是金属夹件部分。缺陷查找应该分别对上述三个部分进行排查。
导电回路部分可能产生过热的原因有，电气连接点松动，接触面电阻增大，焊点开焊，110千伏引线与高压电容套管下端均压球搭接并且绝缘破损。
铁芯磁路部分可能产生过热的原因有，铁芯与夹件间绝缘降低或破损造成铁芯多点接地，异物杂质造成铁芯多点接地，异物杂质造成铁芯片间短路，铁芯片间绝缘破损造成片间短路，铁芯接地片外包绝缘破损造成片间短路。
金属夹件部分可能产生过热的原因有，穿芯螺杆绝缘破损与金属夹件形成环流，金属夹件与油箱外壳接触形成环流。
表1
2006年某变电所2号110kV主变绝缘油气相色谱分析数据(μL/L)
|
|
H2 |
CH4 |
C2H6 |
C2H4 |
C2H2 |
总烃 |
CO |
CO2 |
|
4月19日大修送电前 |
10 |
8.9 |
2.6 |
3.3 |
0 |
14.7 |
174 |
131 |
|
4月22日 |
43 |
62.2 |
15.9 |
75.9 |
0 |
153.9 |
255 |
163 |
|
4月23日 |
57 |
79*.5 |
19.5 |
91.5 |
0 |
190.5 |
290 |
163 |
|
4月24日 |
34 |
64.1 |
19.7 |
84.4 |
0 |
168.2 |
191 |
227 |
|
4月25日 |
71 |
104.9 |
25 |
112.4 |
0 |
242.3 |
283 |
175 |
|
4月26日 |
77 |
108.6 |
25.3 |
114.4 |
0 |
248.2 |
277 |
183 |
|
4月27日 |
62 |
110.8 |
28.3 |
122.4 |
0 |
261.4 |
252 |
187 |
|
4月28日 |
79 |
128.4 |
31.8 |
137.0 |
0 |
297.2 |
268 |
175 |
|
4月30日停电脱气 |
6 |
39.8 |
19.4 |
74.5 |
0 |
133.7 |
45 |
163 |
|
5月1日 |
47 |
131.5 |
50.8 |
242.2 |
1.6 |
426.1 |
105 |
260 |
|
2日 |
68 |
170.8 |
58.7 |
274.5 |
1.3 |
505.4 |
110 |
257 |
|
5月3日 |
73 |
177.9 |
61.8 |
278 |
1.4 |
519 |
113 |
258 |
|
5月7日 |
86 |
206 |
71.8 |
302.2 |
1.5 |
581.6 |
119 |
277 |
|
5月12日 |
97 |
237.9 |
85.7 |
336.0 |
0.9 |
660.6 |
124 |
284 |
|
5月16日 |
121 |
301.3 |
107.2 |
396.1 |
0.8 |
805.5 |
127 |
268 |
|
5月19日 |
128 |
320.9 |
110.4 |
415.9 |
0.6 |
847.8 |
120 |
255 |
|
5月26日 |
142 |
343.2 |
120.1 |
432.5 |
0.9 |
896.7 |
134 |
275 |
|
6月2日 |
177 |
460.7 |
157.8 |
559.8 |
0 |
1178.4 |
128 |
291 |
|
6月5日 |
210 |
493.0 |
167.0 |
384.5 |
0 |
1244.6 |
139 |
246 |
|
6月8日 |
240 |
597.7 |
240.5 |
678.1 |
0 |
1516.3 |
141 |
235 |
|
6月12日 |
274 |
668.7 |
200.8 |
722.6 |
0 |
1592.2 |
167 |
301 |
|
6月15日 |
282 |
777.9 |
262.2 |
926.8 |
0 |
1966.9 |
171 |
346 |
|
6月20日 |
295 |
809.5 |
286.7 |
974.2 |
0 |
2043.4 |
161 |
307 |
|
6月23日 |
286 |
860.2 |
309.3 |
10009.6 |
0 |
2179.1 |
156 |
347 |
|
6月26日 |
323 |
913.6 |
332.4 |
1067.3 |
0 |
2313.2 |
54 |
278 |
|
7月1日消缺后 |
0 |
3.0 |
24.2 |
32.5 |
0 |
59.6 |
4 |
237 |
|
7月3日 |
0 |
7.9 |
23.1 |
37.6 |
0 |
68.6 |
15 |
211 |
|
7月6日 |
13 |
16.5 |
26.5 |
52.2 |
0 |
95.2 |
17 |
263 |
|
7月10日 |
15 |
18.4 |
27.1 |
56.7 |
0 |
102.2 |
22 |
244 |
|
7月24日 |
16 |
24.8 |
29.6 |
59.1 |
0 |
113.5 |
56 |
415 |
5
制定缺陷排查和消除方案
依据缺陷分析结果，我们制定了详细的缺陷排查和消除方案。（见表2）
6
缺陷查找和处理
缺陷排查和消除方案制定后，联系变压器停电进行消缺。
我们依照缺陷排查和消除方案，逐项进行了试验和检查，成功找到了局部过热缺陷点。
吊芯检查过程中，发现铁芯接地片“塌腰”与第四级轭铁上表面搭接，接地片外包绝缘白布带在搭接点磨破，形成片间短路，产生的环流将接地片烧出一个豁口，熔体滴落到铁轭上表面形成一个直径10mm的扁圆形熔渣，将8片硅钢片短接，又形成了新的铁芯片间短路点。为了直观地展示过热缺陷点，附三张现场拍摄的图片（图1～3）。
对缺陷的处理：利用刮刀将轭铁上表面的金属熔渣刮除，并用面团粘附，防止金属熔渣散落至他处。将短接在一起的铁芯片分离，并在片与片之间插入绝缘纸。由于烧损的接地片损伤不严重，可以继续使用，重新包扎绝缘到足够厚度。调整接地片姿态，使其“拱起”，与轭铁表面保持间隙。
表2缺陷排查和消除方案
|
|
检查项目 |
检查方法 |
处理方法 |
特殊材料准备 |
|
一、
导电回路部分 |
1电气连接点松动 |
测试各电压等级绕组直流电阻；
拥塞尺接触面间隙；
目检。 |
紧固接点 |
|
|
2接触面电阻增大 |
打磨接触表面，降低电阻值。
更换压紧弹簧，增加接触面压紧力。 |
水砂纸、
塞尺 |
|
3焊点开焊 |
重新焊接 |
焊接工具和材料 |
|
4、110千伏引线与高压电容套管下端均压球搭接并且绝缘破损 |
目检 |
包扎引线破损绝缘，调整引线姿态使其与均压球隔开。 |
皱纹纸、
白布带 |
|
二、
铁芯磁路部分
|
5铁芯与夹件间绝缘降低或破损造成铁芯多点接地 |
测试铁芯对地绝缘电阻； |
更换新绝缘件或补强绝缘。 |
2500伏兆欧表；干燥洁净绝缘纸板足量；穿芯螺杆绝缘护管及衬套。 |
|
测试穿芯螺杆与铁芯绝缘电阻； |
|
测试穿芯螺杆与铁轭夹件绝缘电阻。 |
|
6异物杂质造成铁芯多点接地 |
测试铁芯对地绝缘电阻； |
清除异物；
采用电容放电冲击法击毁异物，解除接地故障点。放电电压控制在2500V以下。 |
升压PT,
电容器，
放电球隙. |
|
通过冲洗器身和油箱、检查滤纸脏污程度等方法检查油中异物； |
|
检查铁芯表面、铁芯各间隙、下节油箱。可采用油冲洗，或用白布、薄板穿入缝隙中往返拉刮等方法进行检查； |
|
打开不同级铁芯接地片之间的连接，测量铁芯油道两侧绝缘电阻。 |
|
7异物杂质造成的铁芯片间短路 |
目检 |
清除观察到的异物，补强片间绝缘； |
绝缘漆 |
|
采用直流法查找短接点：打开铁芯接地片与夹件的连接，在铁轭两侧的硅钢片上施加6V的直流电压，然后用直流电压表依次测试各级硅钢片间的电压。当电压等于0或者表针指示反向时，可认为该处是内部短接点。 |
采用电容放电冲击法击开隐蔽接地故障点。放电电压控制在2500V以下。当重复数次无放电声后，首先将铁芯对地放电，然后用直流法进行检查确定隐蔽短接点消除。
上述方法无效时，需要对铁芯解体，清除异物杂质。 |
电池，
直流电压表；
升压PT,
电容器,
放电球隙；
绝缘漆。 |
|
8铁芯片间绝缘破损造成的片间短路 |
采用直流法查找短接点 |
对铁芯解体，用绝缘漆对片间破损绝缘进行修复。 |
绝缘漆 |
|
9铁芯接地片外包绝缘破损造成的片间短路 |
检查主铁芯接地片、分级铁芯接地片外包绝缘状态及与铁芯连接状态 |
更换或修复接地片，包扎绝缘。 |
|
|
三、
金属夹件部分 |
10穿芯螺杆绝缘破损与金属夹件形成环流 |
测试穿芯螺杆对地绝缘电阻； |
|
|
|
11金属夹件与油箱外壳接触形成环流 |
目检 |
调整夹件或油箱外壳位置；
将两者用绝缘件隔离。 |
|
7
小结
通过对本次110千伏主变内部过热缺陷的发现、追踪、分析、制定排查和消除方案，一直到成功消除缺陷的全部过程的总结，我们可以得出如下经验。
（1）
实施变压器大修，必须严格执行DL/T573－95《电力变压器检修导则》，不允许有丝毫的粗心大意。现场专责质检人员必须全过程监督检查，杜绝检查死角。
（2）新品变压器或大修后的变压器投运后，必须进行绝缘油追踪色谱分析，发现色谱异常时能够及时排查缺陷，避免导致恶性设备事故。
（3）制定缺陷排查和消除方案时，要多方面收集信息，综合考虑，准确判断缺陷类型和可能的部位，保证人员、机械装备、设备、材料等各方面准备充分，作业时做到忙而不乱、井然有序。
参考文献：
1.
董其国.
电力变压器故障与诊断［M］.
北京：中国电力出版社，2001.
2.
中国电力企业家协会供电分会.变压器检修［M］.
北京：中国电力出版社，1999.
3.
DL/T573－95,电力变压器检修导则[S]
4.
DL/T572－95,电力变压器运行规程[S]
5.
DL/T596－1996,电力设备预防性试验规程[S]
6.
DL/T772－2000,变压器油中溶解气体分析和判断导则[S]
|
