浅析火力发电厂主变压器故障的判断和处理

刘玉冰

摘 要：通过变压器油色谱分析和电气试验相结合的手段分析发电厂主变压器等高压油浸变压器故障，能够准确地判断故障发生的原因，找出解决问题的方法。

关键词：火力发电厂 主变压器 故障判断 处理

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0079-01

主变压器作为发电厂的重要电气设备，如果发生故障将会影响到发电厂的正常生产工作，对发电厂的效益造成严重影响，运行维护技术人员需要对变压器故障产生的原因与解决方法熟练掌握，从而在变压器发生故障的时候对故障的起因做出准确的排查和判断，及时提出相应的解决方法，以保证变压器的正常运行。

1 变压器故障分析

1.1 变压器油色谱分析

某火电厂一机组的主变压器型号为SFP7-360000/220Y，它是一台采用强迫油循环风冷低损耗的变压器。该变压器自投运以来运行参数一直正常，年度预防性试验均合格。某年在进行例行的预防性试验的过程中发现其色谱分析总烃严重超标，在测试中，技术人员发现乙烯超标是色谱分析超标的主导因素，变压器进行油耐压试验的平均值是41.9 kV，较上年数据下降了15.1 kV。技术人员随即便对变压器进行油色谱试验分析跟踪。

通过试验结果得到：主要气体：CH4、 C2H4，次要气体：C2H6、H2，由此可判断出变压器存在过热性故障。

1.2 分析故障的程度

通过对故障的分析，综合以往的经验，当烃的总量超过了规定的警戒值的时候，通过采集分析计算出油中溶解的绝对以及相对气体率的含量，接着就可以判断出变压器故障的严重程度。当故障还处于逐渐发展的阶段时，技术人员需要通过计算产气率来更加准确的判断故障。而目前比较常见的方法就是使用绝对产气速率。

第三项脱气处理之后，到第五项进行投放，得出的绝对产气率是：

Ya=

注：式中的Ya为绝对产气率，其单位为mL/h；

G为中的油量，其单位是t；

d为油的比重，其单位是t/m3。

倒数第四项到倒数第三项的绝对产气率是34.7 mL/h。

通过以上的计算，我们可以通过查找规范手册明确的得出实际绝对产气率比警戒值高0.5 mL/h，这一结果的产生说明了变压器内部发生了故障，而且故障的性质是迅速且带有烧痕的过热性故障。

1.3 故障的类型与性质

技术人员知道，四比值法可以反映热分解的温度范围，三比值法可以帮助技术人员找出故障发生的气体组份与故障的关系。当三比值编码等于022的时候，说明了变压器存在高于700摄氏度的过热性故障。而四比值编码的值等于02D2的时候，则说明了导电回路中存在着过热性的故障。

通过以上的分析可以看出，总烃含量严重超标，而且C2H4、CH4是总烃超标的主导，不过C2H4为0，说明了是CH4超标导致故障，并且属于导电回路故障，而且可以确定是发生了过热性故障，所以基本上排出了放电性故障产生问题的可能性。而计算求得绝对产气率远大于注意值，需要引起技术人员的密切注意，因为故障的发生十分迅速，潜在威胁的很大。

根据以往的经验我们知道总烃的量大于三倍的注意值得时候，总烃的产气率大于警戒值的三倍的时候，说明了变压器内部发生了迅速而且严重的故障，需要及时采取必要的补救措施来解决问题，必要时候尚应进行吊钟罩检查检修。

1.4 故障部位的分析

为了更加准确具体地判断故障发生的细节，技术人员进行了该变压器的油微水、介损、变比、空载状态下低压侧三相电压平衡试验。综合分析，确定故障不可能是潮气入侵导致变压器内匝间发生短路的结论。

通过对强迫油循环的检测，发现运行时电流和声音是正常的，故排除了潜油泵发生故障、滤网堵塞等引起的油中气体含量骤增的可能性。

1.5 变压器直流电阻测试结果

随后技术人员又对变压器绕组直流电阻进行测试，发现结果同出厂报告相比，三相直流电阻的不平衡度较大。

尽管三相电阻不平衡，工作人员在切换变压器分接开关时，各项的误差变化变得一致，也就是说，影响平衡系数的因素中，切换分接开关不是主要的，这就说明了造成变压器故障的主要原因并不是出在分接开关上。

技术人员结合运行状态下，通过红外线测温仪对高压套管导电头处以及变压器油箱的测试没有发现过热的现象，在所有的试验测试与分析之后，得出了结果：由之前的试验可知，变压器内部存在有瞬时700℃的高温，属于导电回路过热性故障，且故障发生的速度相当快，而且发展也很迅速，有可能是高压套管中发生了接触不良、套管内均压球内侧的铜管引线的绝缘被破坏所导致的。

2 变压器故障解决方法

通过对变压器的吊钟罩检修，发现C相套管顶部的导电密封头底座和引线接头烧结在了一起，C相引线附近发生了过热性碳化现象，铜引线断了5根，C相和A相套管下端都有大面积灼伤以及绝缘带碳化的现象。技术人员把C相套管拆下来后，在拧导电头的时候，套管里的每一个铜管都在转动，这说明了定位螺母已经融合在一起，密封垫圈以及密封环都已经无法更换。C相套管内部的绝缘油的颜色呈现红色，说明其已经碳化，C相套管必须全部进行更换。

通过对高压侧直流电阻值的分析，变压器吊钟罩后，更换了A、C两相的引线，并缩短了20 cm，用铜接头压接，用磷铜灌浇，然后进行焊接。把引线用两层皱纸包裹，然后再用白布带包裹一层，绕向和导线方向相反。因为B相的绝缘处一开始仅仅有一层白布带进行包扎，有许多地方露铜，因此进行了重新包扎，接着更换C相套管和A相套管绝缘油。通过此方法，变压器油经真空滤油机进行加热过滤，脱气96 h后，进行完整的电气试验和油分析试验，均正常。

机组启动该变压器投入运行后，一切参数正常，彻底解决了相关问题。

3 结语

发电厂主变压器等高压油浸变压器发生故障时，采用油色谱分析和电气试验相结合的手段，结合以往历史数据，再与本次试验数据进行比较分析，能够准确地判断变压器故障发生的原因，找出解决问题的方法，从而保证设备的正常安全运行。

参考文献

[1] 变压器中溶解气体分析和判断导则，GB/T7252-2001[Z].

[2] 吴晓敏.主变压器异常运行和故障分析[J].科技致富向导，2012（27）：45-50.