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　　江蘇電網(wǎng)500kV變壓器缺陷跟蹤分析王建明萬(wàn)達(dá)2，陸志浩3，謝楠4劉蒼松5（1.江蘇省電力公司，江蘇南京2100242.江蘇省電力科學(xué)院，江蘇南京210029 3.華東電網(wǎng)有限公司，上海2000024.常州供電公司，江蘇常州213003；5.鹽城供電公司，江蘇鹽城224002）陷的情況，分析了缺陷產(chǎn)生的原因，并提出了缺陷診斷方法以及消缺、防范措施。

　　至國(guó)華盤電計(jì)費(fèi)終端至一期FAG（主）1計(jì)費(fèi)備表h至一期FAG（備）1，220kV計(jì)費(fèi)備表1備用電源盤一濱線計(jì)費(fèi)主表內(nèi)通信設(shè)備計(jì)費(fèi)i張1 1，L計(jì)費(fèi)信息采集裝汁費(fèi)信息采集裝置-至華北網(wǎng)讀高廠變計(jì)費(fèi)差4號(hào)主變計(jì)費(fèi)表-計(jì)費(fèi)衷4號(hào)出口計(jì)費(fèi)表3號(hào)出口計(jì)費(fèi)表LnN1廠內(nèi)電童計(jì)費(fèi)終端；'來(lái)自國(guó)華盤電主FAG大唐盤電遠(yuǎn)方電量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)接線。3通信通道第1路數(shù)據(jù)送至華北總調(diào)，通信以調(diào)制解調(diào)器通過(guò)華北電網(wǎng)微波信道實(shí)現(xiàn)。可以手動(dòng)和自動(dòng)方式遠(yuǎn)程采集FAG存儲(chǔ)的積分周期的數(shù)據(jù)（帶時(shí)標(biāo)），并將采集的原始二次電能值處理成一次電能值，終形成一次電能值的日、月報(bào)表。此部分僅是對(duì)帶有時(shí)標(biāo)的二次電能值進(jìn)行必要的累加和倍率計(jì)算，不存在誤差問(wèn)題。第2路數(shù)據(jù)送至廠內(nèi)電量計(jì)費(fèi)終端，通信方式是以數(shù)據(jù)線直連方式實(shí)現(xiàn)為電廠生產(chǎn)運(yùn)行提供準(zhǔn)確實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持。第3路數(shù)據(jù)送到國(guó)華盤電公司電量計(jì)費(fèi)終端，通信方式是以數(shù)據(jù)線直連方式實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，F(xiàn)AG預(yù)留1個(gè)外置MODEM傳送數(shù)據(jù)到天津地調(diào)。

　　3.4電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主站大唐盤電電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)主站從電量數(shù)據(jù)采集終端（FAG）直接獲取數(shù)據(jù)，可讀取遠(yuǎn)方電能表數(shù)據(jù)、負(fù)荷曲線，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、預(yù)統(tǒng)計(jì)，而且可以提交符合電廠生產(chǎn)需要的日、月報(bào)表。不但能為廠內(nèi)有關(guān)部門（如：計(jì)劃、財(cái)務(wù)、生產(chǎn)管理等）提供快捷的經(jīng)濟(jì)核算信息，而且可與華北網(wǎng)調(diào)中心站核對(duì)遠(yuǎn)方電量計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)，監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)避免和減少差錯(cuò)起著積極的作用，有效地增加了大唐盤電遠(yuǎn)方電量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的可靠性。

　　力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作。

　　華東電力截止到2004年6月底，江蘇電網(wǎng)共有22組（48臺(tái)相）500kV變壓器在運(yùn)行。其中，早期投運(yùn)的15臺(tái)（相）變壓器（已運(yùn)行15余年）無(wú)一例外地存在油中氣體色譜分析乙烷含量單一增大的現(xiàn)象，顯示變壓器內(nèi)部某種絕緣的老化。2003年以來(lái)，后期投運(yùn)的武南3號(hào)主變A、B相油中先后出現(xiàn)乙炔氣體；鹽城1號(hào)主變油中甲烷和乙燃?xì)怏w含量增大，總烴超過(guò)“注意值”。

　　針對(duì)這3臺(tái)（相）變壓器色譜異常的情況，分析缺陷產(chǎn)生的原因，提出缺陷診斷方法以及消缺、防范措施。

　　1武南3號(hào)主變油中出現(xiàn)乙炔分析武南3號(hào)主變，系日本東芝公司產(chǎn)品，1998年投運(yùn)，歷次預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果正常。A相變壓器于2001年10月油中出現(xiàn)微量乙炔，2003年6月起，隨著變壓器負(fù)荷上升至420MVA左右，乙炔也逐步上升，并穩(wěn)定在0. 7ML/L；B相變壓器于2004年1月油中出現(xiàn)乙炔氣體以后逐漸上升，并穩(wěn)定在1.4ML/L.這2臺(tái)變壓器的其他氣體包括一氧化碳和二氧化碳等未明顯增長(zhǎng)，總烴均為10L/L左右。

　　續(xù)經(jīng)受了強(qiáng)烈的直流偏磁的沖擊，每相變壓器的直流偏磁電流達(dá)4. 5A，變壓器噪聲也隨之上升到90dB并有強(qiáng)烈振感。2004年6月末，對(duì)該變壓器進(jìn)行了局部放電的超聲波檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

　　制造廠介紹，同期生產(chǎn)的浙江蘭亭變壓器也出現(xiàn)過(guò)類似問(wèn)題。變壓器投運(yùn)不久，油中出現(xiàn)乙炔氣體，經(jīng)超聲波檢測(cè)局部放電和放油進(jìn)箱檢查未發(fā)現(xiàn)異常。

　　變壓器恢復(fù)運(yùn)行后，油中乙炔氣體時(shí)而微增，時(shí)而穩(wěn)定，高達(dá)2.9ML/L后運(yùn)至常州東芝變壓器廠進(jìn)行吊罩檢查，發(fā)現(xiàn)油箱壁的硅鋼片磁屏蔽與箱壁間有放電燒痕。

　　另外江蘇常熟電廠一臺(tái)360MVA主變也出現(xiàn)過(guò)油中乙炔氣體單一增長(zhǎng)，達(dá)5~6WVL，超聲波檢測(cè)的局部放電量與變壓器負(fù)荷呈明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系，負(fù)荷大，放電量高；負(fù)荷小，放電也減小。

　　吊罩檢查發(fā)現(xiàn)，油箱磁屏蔽出現(xiàn)松動(dòng)。在強(qiáng)磁場(chǎng)（即變壓器大負(fù)荷）下，產(chǎn)生振動(dòng)，與箱壁發(fā)生鑒于武南3號(hào)變壓器A、B相的油色譜特征以及其他預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果正常，決定縮短油色譜分析的檢測(cè)周期（1天1次）和裝設(shè)油色譜的在線監(jiān)測(cè)裝置。A相為加拿大加創(chuàng)公司產(chǎn)品，B相為日本TMTD公司產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)2004年夏季用電高峰后，該變壓器油中乙炔氣體一直比較穩(wěn)定。

　　該組變壓器的A相和B相油中先后出現(xiàn)乙炔氣體油色譜的表現(xiàn)特征相同，初步判定為油箱磁屏蔽放電，與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。變壓器硅鋼片磁屏蔽與油箱壁間無(wú)絕緣，因壓緊工藝不良，硅鋼片磁屏蔽與箱壁間存在間隙，在強(qiáng)磁場(chǎng)下可能發(fā)生放電，這是內(nèi)因。

　　另外，由于武南變與政平換流站接地極的位置相距不遠(yuǎn)，當(dāng)政平站采用單極大地回線方式輸送較大功率的直流時(shí)，將有很大的直流分量通過(guò)接地極、直接接地的變壓器中性點(diǎn)流入變壓器本體。變壓器的直流偏磁，使鐵心急劇飽和，大量磁通通過(guò)油箱壁，引起箱壁磁場(chǎng)劇增，并產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，既而發(fā)生磁屏蔽對(duì)箱體的放電，這是外因。

　　正是在內(nèi)外因的共同作用下，引起磁屏蔽放電，造成變壓器油中氣體色譜分析出現(xiàn)乙炔。

　　由于硅鋼片磁屏蔽與箱壁的間隙較小，如果放電使該間隙進(jìn)一步縮小或短接，放電將削弱或停止，油中乙炔含量即趨于穩(wěn)定，而如果由于外界因素使變壓器振動(dòng)加劇，則磁屏蔽與箱壁之間的間隙加大，又可能引起放電，油中乙炔含量增加。

　　應(yīng)該說(shuō)，這種硅鋼片磁屏蔽放電的本身，不會(huì)對(duì)變壓器的安全運(yùn)行帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的影響。但由于其產(chǎn)生乙炔氣體可能掩蓋變壓器內(nèi)部的其他放電現(xiàn)象，對(duì)正確檢測(cè)變壓器的故障十分不利，應(yīng)予以消除。

　　對(duì)于武南變電所的直流偏磁，引起變壓器劇烈振動(dòng)帶來(lái)的部件松動(dòng)或損壞，應(yīng)給予高度重視，并采取措施將直流偏磁降低。

　　2鹽都1號(hào)主變油中總烴升高分析鹽都1號(hào)500kV主變，容量750/750/240MVA，三相共體三相共體，系日本東芝公司產(chǎn)品，2002年8月投運(yùn)。

　　投運(yùn)1年后，油色譜分析正常，2003年9月預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果也正常。從2004年2月開(kāi)始發(fā)現(xiàn)油中總烴含量上升較快，2004年6月1日總烴已達(dá)278.9卜17乙超過(guò)了注意值（150卜17，如表1所示。

　　根據(jù)“三比值”編碼分析，變壓器內(nèi)部存在過(guò)缺缺陷，由020的低溫過(guò)熱發(fā)展到021的中溫過(guò)熱，進(jìn)而到022的高溫（超過(guò)700°）過(guò)熱。在排除鐵心存在多點(diǎn)接地缺陷的基礎(chǔ)上，停電進(jìn)行繞組直流電阻測(cè)試，并與制造廠專家共同研究、查找和處理缺陷。

　　表1 500kV鹽都變壓器油色譜分析結(jié)果取樣日期氫氣甲烷乙烷乙烯乙炔總烴三比值編碼3日變壓器停電，進(jìn)行變壓器各繞組，包括35kV低壓側(cè)繞組的直流電阻狽試，未發(fā)現(xiàn)異常。該變壓器的負(fù)荷一直較小，通常在300MVA左右。35kV低壓側(cè)的負(fù)荷僅為感性無(wú)功。

　　35kV電抗器，2003年10月初開(kāi)始，帶4臺(tái)35kV電抗器，總負(fù)荷為240MVar，即變壓器低壓側(cè)處于全天24h滿負(fù)荷狀態(tài)。

　　該變壓器是合同中同型變壓器的后一臺(tái)，按合同規(guī)定，在工廠未進(jìn)行大電流的考核，僅靠繞組直流電阻試驗(yàn)難以發(fā)現(xiàn)該缺陷。

　　經(jīng)與制造廠人員協(xié)商，決定該變壓器重新投入運(yùn)行，繼續(xù)檢測(cè)油色譜可燃性氣體的發(fā)展情況。在重新投運(yùn)的2個(gè)星期內(nèi)（6月4日至6月17日）變壓器低壓側(cè)未接任何無(wú)功負(fù)荷，油中總烴氣體含量基本穩(wěn)定，表1中的數(shù)據(jù)以說(shuō)明問(wèn)題。

　　側(cè)接120MVar無(wú)功負(fù)荷，其余時(shí)間低壓側(cè)未接任何無(wú)功負(fù)荷。5月19日至6月1日的14d的時(shí)間，變壓器低壓側(cè)負(fù)荷240MVar，油中總烴增加6月4日重新投運(yùn)至7月8日的35d時(shí)間，變壓器低壓側(cè)基本未接負(fù)荷，油中總烴增加僅約60FVL，產(chǎn)氣速率僅為前者的1/7.即使排除測(cè)試誤差，兩者的差別也是十分明顯的，這就說(shuō)明油中總烴含量的增加與變壓器低壓側(cè)的風(fēng)荷有一定關(guān)系。

　　隨著變壓器運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)和低壓側(cè)負(fù)荷的增加，會(huì)對(duì)判別過(guò)熱部位有所幫助，為徹底消除該過(guò)熱缺陷創(chuàng)造有利條件。

　　由于在變壓器出廠試驗(yàn)中，正常情況下溫升試驗(yàn)只對(duì)同批次的臺(tái)變壓器進(jìn)行，而其它變壓器是沒(méi)有大電流試驗(yàn)的，因此這些變壓器的局部電流回路上可能存在的接觸不良，將難以有效發(fā)現(xiàn)。

　　因此對(duì)不進(jìn)行溫升試驗(yàn)的變壓器，在工廠試驗(yàn)中增加1.1倍額定電流持續(xù)4h的通流試驗(yàn)，并利用油色譜分析進(jìn)行考核是必要的。

　　3結(jié)論油色譜分析對(duì)于發(fā)現(xiàn)變壓器的潛伏性缺陷十分有效。

　　當(dāng)發(fā)現(xiàn)油中某可燃性氣體或總烴含量增長(zhǎng)并超過(guò)“注意值”時(shí)，應(yīng)采用“三比值”法初步判斷缺陷的性質(zhì)（放電或過(guò)熱，是否涉及固體絕緣等），結(jié)合其他電氣測(cè)試手段，例如鐵心外引接地線電流、局部放電超聲波測(cè)試等以及變壓器運(yùn)行負(fù)荷、溫度和組附件的運(yùn)行、檢修情況（如滲漏油，油泵損壞等）與制造廠共同進(jìn)行綜合分析、判斷，并提出可行的處理措施。

　　武南3號(hào)主變的放電缺陷可能是由硅鋼片磁屏蔽放電引起，應(yīng)繼續(xù)油色譜檢測(cè)。在合適的時(shí)候，對(duì)該缺陷予以徹底消除，并采取有效措施限制直流偏磁對(duì)變壓器的影響。

　　鹽都1號(hào)主變的過(guò)熱缺陷可能發(fā)生在低壓繞組。在進(jìn)一步跟蹤分析后，應(yīng)進(jìn)行徹底處理。

　　1倍額定電流持續(xù)4h的通流試驗(yàn)，并采用色譜分析進(jìn)行考核，可以發(fā)現(xiàn)電流回路明顯連接不良的缺陷，應(yīng)將該試驗(yàn)列入大型變壓器的訂貨技術(shù)合同。

　　目前使用的全組分油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)乙炔的靈敏度較高，比較有效，應(yīng)繼續(xù)監(jiān)測(cè)。

　　同時(shí)，離線油色譜分析仍應(yīng)繼續(xù)發(fā)揮不可替代的作用。