涂俊

摘要：文章通过对一起主变分接开关故障，引起变压器油中色谱数据异常，介绍了如何结合油中溶解气体检测、电气试验数据等判断、分析过程，以及中压侧分接开关故障原因和处理过程。

关键词：分接开关;总烃;直流电阻;接触不良

中图分类号：TM77

文献标识码：A

文章编号：2095-6487（2019）03-0074-02

0引言

变压器作为电网中的重要节点，发生故障会影响电网稳定运行。因此监测变压器运行状态十分必要，现阶段在运行中可以通过多种带电检测手段进行监测，其中最有效的方法就是油中溶解气体分析试验方法。变压器油中溶解气体分析通过绝缘油中气体成分种类及含量，可以灵敏地反映变压器内部故障。

1故障概述

110kV龙潭变电站2号主变压器为南京电力变压器厂生产，型号为SFSZ8-31500/110，接线组别为YN，yn0d11，额定容量31500kVA，额定电压为（110土8X1.25%）/38.5士2X2.5%/10.5，1998年12月开始投运。

在2012年6月21日进行油中溶解气体分析时发现总烃含量发生突变，总烃达到1016.0μL/L，通过计算相对产气速率，判断主变存在故障，进而使用三比值法初步判断变压器存在过热性故障。当日晚上紧急申请停电，进行诊断性电气试验。在测量中压侧使用档的直流电阻时，发现在运行档位三相不平衡率为36.22%，严重超标，判断为中压侧分接开关接触不良。由于此时为迎峰度夏关键时期，不能立即停电进行吊罩检查，采取换挡运行，并加强色谱跟踪分析的监视方式，及时掌握变压器在此期间故障的发展情况。直至11月20日，才对该主变压器进行吊罩检查，吊起主变上节油箱后，发现中压侧分接开关动静触头存在碳化，鉴于大修后运至万寿变电站使用，采用了直接短接的办法进行处理，固定于额定档川。

2故障的分析判断过程

2.1故障的识别

龙潭2号主变压器在6月21日油中溶解气体分析，总烃达到1016.0μL/L，但在2011年12月13日测得的总烃为235μL/L，为了排除其他影响，2012年6月22日重新采样进行油中溶解气体分析，总烃为1022.4μL/L，确定了6月21日数据的正确性。详细数据见表1。

仅仅根据分析结果的绝对值是很难对故障的严重性做出正确判断的。因此，必须考虑故障的发展趋势，也就是故障点的产气速率。产气速率与故障消耗能量的大小、故障部位、故障点的温度等情况有直接关系。按照DL/T722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》[1]推荐的两种产气速率，计算如下：

绝对产气速率：即每运行日产生某种气体的平均值，按式（1）计算;

式中：v。——绝对产气速率，mL/d;

Ci2——第二次取样测得油中某气体浓度，μL/L;

C，——第一次取樣测得油中某气体浓度，μL/L;

△t——两次取样时间间隔中的实际运行时间，d;

m——设备总油量，t;

p——油的密度，t/m’。

该主变压器，总油量重15.38t，油密度0.89t/m'。经过计算，2011年6月17日到2011年12月13日，共180天，总烃绝对产气速率为6.5mL/d，乙炔绝对产气速率为0.03mL/d，氢绝对产气速率为0.46mL/d，均未超过注意值。2011年12月13日到2012年6月21日，共190天，总烃绝对产气速率为71.0mL/d，乙炔绝对产气速率为0.29mL/d，氢绝对产气速率为8.79mL/d，其中总烃远远超过注意值12mL/d，乙炔超过注意值0.2mL/d。

相对产气速率：即每运行月（或折算到月）某种气体含量增加原有值的百分数的平均值，按式（2）计算：

式中：γy，——相对产气速率，%/月;

C.z——第二次取样测得油中某气体浓度，μL/L;

C，1——第一次取样测得油中某气体浓度，μL/L;

Ot——两次取样时间间隔中的实际运行时间，月。

经过计算，2011年6月17日到2011年12月13日（约5.87个月），总烃相对产气速率为6.9%<10%，未超过注意值。2011年12月13日到2012年6月21日（约6.27个月），总烃相对产气速率为53.0%，远远大于10%。

所以，此时完全有理由认为设备存在故障。

2.2故障类型的判断

由于此次故障，除了一氧化碳、二氧化碳外，油中溶解气体各组分均显著增加，可以肯定故障不涉及到固体绝缘。为了进一步确定故障类型，用三比值法进行分析。三比值法是采用五种气体（H2、CH、C2H2、C2H、C2H。）的三对比值作为判断充油电气设备故障的方法。

上述比值范围编码为（0，2，2），由此推测，故障性质为“高于700°C高温范围的过热故障”，用经验公式计算故障源温度2]。

其估算温度为799.66°C，也与上述结论相符。

可见满足判据条件，可判断是变压器过热故障。故障可能为分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接不良，涡流引起铜过热，铁芯漏磁，局部短路，层间绝缘不良，铁芯多点接地等。

2.3电气试验

2012年6月21日晚，紧急申请停电做诊断性电气试验，根据绝缘性试验数据无异常，排除了变压器整体绝缘故障，在做线圈直流电阻试验时发现中压侧数据异常，经过反复调档、磨合后，中压侧直流电阻试验数据合格，数据如表2所示。

初次测量值不平衡率达到26.78%，远远大于标准规定的2%，严重超标。由此可以判断中压侧，动静触头氧化，接触电阻过大。但是经过反复切换后，不平衡率下降到0.79%。此种情况多出现在非运行档位，且不平衡率数值一般都在4%以下，极少出现运行档位三相直流电阻不平衡率严重超标的情况。此现象说明在运行过程中该主变压器中压侧分接开关出现接触不良，导致油中溶解气体分析时总烃超标。该故障需要申请停电大修或者更换处理，但此时为迎峰度夏关键时期，不能立即开展吊罩检查，拟改变分接位置，并加强色谱跟踪分析。换档后，中压侧线圈直流电阻试验数据合格，并投入运行2]。

2.4跟踪分析、监视

经过油中溶解气体分析及电气试验结果分析，可以初步判断为分接开关动静触头间存在接触故障，换挡运行后，采取油中溶解气体分析（色谱）跟踪监测的监视方式。下图为从2012年6月22日到2012年11月7日跟踪监测的数据折线如图1所示。

由图1可以看出，对于总烃，在最初的一个月内，跟踪检测平率为每3天检测一次，其波动幅度不超过平均值的10%，根据式（3）计算得到故障点温度未出现明显增长，说明该故障没有进一步发展的趋势，所以将频率放宽为一周检测一次[3]。

从近五个月的数据中可以看出，各组分的波动均未超过平均值的10%，设备运行稳定。但鉴于2012年6月21日的总烃相对产气速率远远超过注意值，必须开展安排停电吊罩检查。

3吊罩检查、处理

根据现场变压器的实际运行情况和分析结果，制定了检查、处理方案，于11月20日对龙潭2号主变进行放油，吊起主变上节油箱，对分接开关进行检查，发现动静触头间存在碳化痕迹，与之前的判断相吻合。中压侧分接开关动静触头故障点如图2所示。

由于动静触头均有损坏，现场无法对动静触头同时更换，鉴于该主变压器大修后运至无35kV出线的万寿变电站使用，因此采用了直接短接的方式進行处理，固定于额定当。缺陷处理以后，对中压侧直流电阻进行了复测，测试数据合格，主变可以安全投运[4]。

4结束语

经过有关人员的共同努力，成功地消除了该变压器分接开关接触不良的故障，同时也为今后类似的电力变压器故障的判断与解决积累的以下经验：

（1）对油中溶解气体分析数据，在超过注意值后要进

一步分析判断，计算绝对产气速率;（2）只在总烃基数较大的情况下，才宜采用总烃相对产气速率作为故障判据;（3）油中溶解气体分析可以快速准确判断变压器内部故障，但是准确定位故障点还需要与电气试验相互补充、验证和判断。（4）对主变三相直流电阻值不平衡的现象，要区分对待。对于长期不用的档位，多为触头氧化，反复切换可以使故障自行消失，不影响正常运行;对于运行档位，不平衡率远大于标准规定注意值且伴有油中溶解气体分析异常，应警惕分接开关触头间或其他导电回路存在接触不良等缺陷，此时需要进一步排查检修。

参考文献

[1]DL/T722-2000.变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].

[2]王音音，孙成平，曹永，等一起基于油色谱分析的变压器潜伏性故障诊断[J].安徽电力，2012（1）：23

[3]Q/GDW188-2008.输变电设备状态检修试验规程[S].

[4]DL/T596-1996.电力设备预防性试验规程[S].