一起变压器内部过热故障的分析和处理

梁流铭，马丽军，王 敏，林伟耀

（宁波电业局，浙江 宁波 315000）

变压器油色谱分析可以发现变压器的内部故障缺陷，在发现油色谱数据异常后，应对变压器油进行跟踪监测，以消除故障隐患。

1 发现变压器油中气体异常

某110 kV变压器型号为SSZ9-50000/110，2005年12月8日投入运行。

2010年9月6日，发现总烃量和H2含量较上次试验增加很多，于是增加油色谱试验频次。2010年12月10日试验中发现 H2含量 218.78 μL/L，总烃含量253.9 μL/L，已超过GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》中规定的注意值。2010年数次油色谱跟踪分析数据如表 1所示[1]。

2 油色谱分析

如有载调压油箱与主油箱间未能完全隔离或密封件损坏，则前者的某些油、气可能污染后者并导致误判断。C2H2/H2＞2时，一般认为有载调压有污染的迹象，从表1可计算出C2H2/H2=0.02≪2，故有载调压分接开关室的油、气向变压器本体渗漏可能性不存在。

以12月28日试验数据为例，总烃含量很高，但C2H2不是总烃的主要成分，总烃中主要气体是CH4和 C2H4， 其次是 H2和 C2H4， 并且 CH4和 C2H4的含量占总烃比例为86.8%，大于80%，根据特征气体判断法初步判定为过热性故障[2]。

表1 油中溶解气体数据 μL/L

为了进一步确定故障的性质，运用三比值法进行分析，以12月28日油中溶解气体含量为三比值分析对象，计算得C2H2/C2H4=0.005，CH4/H2=1.23，C2H4/C2H6=4.97，根据三比值法编码规则，编码组合是022，所对应的故障类型为高温过热，这也印证了特征气体判断法的故障类型[3]。

由于变压器运行的时间比较长，加上空气中CO2对试验结果的影响，油中溶解气体中含有一定量的CO和CO2是正常的。并且从表1可以看出，CO和CO2有微弱的增长趋势，但是增长的幅度较小。以12月28日计算得CO2/CO=2.97＜3，因此，故障可能涉及到固体绝缘。

综上所述，通过对油中溶解气体的特征气体法和三比值法分析，初步判定变压器内部存在过热性故障，并且此故障可能涉及到固体绝缘。为了进一步确认故障类型和故障的大体部位，有必要对变压器进行电气试验。

3 电气试验

2010年12月29日做了变压器大修前全套电气试验，项目有直流电阻、绕组频率响应、短路阻抗、绕组及铁芯绝缘电阻及吸收比、介质损耗tanδ等。除变压器高压侧直流电阻有异常外，其余试验结果均正常。高压侧直流电阻数值如表2所示。

表2 高压侧直流电阻试验值

从表2可以看出，第1档到第5档和第14档到第17档的三相平均误差明显偏大，远远大于误差标准值2%，第6档到第13档的数据在合格的范围内。根据不同档位绕组分接头的对称性，基本可以判定故障在绕组的第5抽头处。同时从表2可以看出，A，B两相绕组直阻数据正常，C相绕组直阻数据明显偏大，其中三相平均误差偏大正是C相绕组偏大导致的。因此，可以进一步判断此故障可能是C相绕组第5抽头接触不良所致。

结合电气试验和油中溶解气体分析，基本确定是C相绕组第5抽头处由于接触不良或者绝缘损坏引起的高温过热性故障，同时故障还可能涉及到固体绝缘。为了能够尽快消除故障，确保电网稳定运行，决定吊罩检查。

4 吊罩检查及处理

变压器吊罩后，检修人员进行了全面详细的检查，发现高压侧C相绕组第5抽头处绝缘表面颜色较深，有发黄的痕迹，剥开绕组绝缘表面，发现焊点脱落，有明显烧焦的迹象，见图1所示。造成这一故障可能原因有：

（1）绕组在运输过程中的振动、初次安装或重新安装过程中的反复扯动，导致绝缘擦伤。

图1 变压器故障部位

（2）绕组在出厂时焊接部位未处理妥当，加之长时间的运行老化，在焊接部位出现过热现象。

（3）绕组本身结构及绝缘不合理，导致绕组有些部位绝缘性能较差。

由于接触不良或绝缘性能损坏，导致接触电阻增大，在大电流通过时表面发热烧损。如果变压器继续运行，可能导致绕组绝缘部分碳化，最终形成绕组短路，发展为致命性故障。

处理措施：削离烧损的绝缘纸和包扎纱带，在焊接脱落处重新进行低温磷铜焊处理，再用绝缘纸和纱带包扎完好，最后检查并紧固各夹件和螺栓。

变压器修理后再次进行试验，高压侧绕组各档位的直流电阻值均恢复正常，误差在0.5%以内，短路阻抗、绕组频率响应、变比及绝缘电阻等各项试验均合格，变压器投运后油色谱跟踪试验，各项试验数据合格，运行正常。

5 结语

以油色谱分析结果结合电气试验对变压器的运行和故障状况进行综合分析，可以较准确地判定故障类型、原因及部位。为了更好地监测变压器运行状况，建议有条件的单位可安装变压器油色谱等相关在线监测装置，开展实时在线监测，确保变压器安全可靠运行。

[1]操敦奎.变压器油中气体分析诊断与故障检查[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]DL/T 722-2000变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].北京：中国电力出版社，2005.

[3]孙才新，陈伟根，李剑，等.电气设备油中气体在线监测与故障诊断技术[M].北京：科学出版社，2003.