在线监测在高压电气设备工况分析中的典型应用

安贵元 高 辉 杨雪梅 喻冰峰

（甘肃天水供电公司，甘肃 天水 741000）

变压器、高压电抗器等是电力系统的重要器件，其运行是否可靠，直接决定着供电系统的可靠性。电气设备故障一般是由电气、物理、化学特性的少量、渐变向各种前期征兆发展，最终发展为设备故障。油中溶解气体分析（dissolved gas analysis）是诊断变压器等充油设备故障前期征兆最有效的方法之一。通过对变压器油中溶解气体的在线监测，可以实时或定时监测设备的运行状况，判断运行是否正常，诊断电气设备内部存在的故障性质、类型、严重程度并预测故障发展的趋势，实现电气设备的状态检修[1]。目前在线监测系统已经在各种电气设备上得到了广泛的使用，主要是采用光声光谱技术对油中H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4和C2H2这7 种气体的浓度进行测量，传感器输出的信号经过放大、滤波后，由PC 机完成对数据的分析和处理，形成各种气体浓度的趋势图，组建数据库分析设备内部潜伏性故障。

1 750kV 变电站高抗乙炔超标过程分析

2011年10月25日750kV 变电站检修结束线路投入运行后，线路补偿性高压电抗器C 相轻瓦斯保护动作，并出现突发性乙炔严重超标的故障，该高抗容量70000kar，额定电压781kV。

1.1 故障发现的过程

该电抗器在网时间两年内运行正常，油在线监测装置各数值均在合格范围内，近期试验室分析试验中，试验人员对该高抗油色谱分析中未发现异常。

2011年10月25日20 点10 分油在线监测装置发出C 相甲高抗轻瓦斯动作信号。立即安排人员对电抗器本体积气盒进行检查，经检查积气盒中无气体，将积气盒残油进行排放后，轻瓦斯保护动作信号消失。同时安排试验人员对该高抗中部、下部进行取油样进行油色谱分析工作。

20 点53 分，轻瓦斯动作信号再次发出，其他保护设备运行正常。油色谱分析数据显示该高抗油中乙炔含量严重超标，中部为87.02×10-6，下部为85.37×10-6。

表1 油色谱分析数据表

1.2 在线装置发出报警后所采取的处理措施

10月26日4点48 分该高压电抗器停止运行，再次对故障高抗进行油色谱分析显示，乙炔含量为：中部315.89×10-6，下部401.84×10-6，各项数据均严重超标，表明该电抗器存在内部故障。10月26日下午厂家技术人员进行绕组绝缘电阻试验时发现，采用5kV 绝缘电阻表测量时设备绝缘电阻数据不稳定且有跌零现象。

10月29日对该高抗进行了开箱检查，发现上压板局部有发黑痕迹。由于受现场条件所限无法对故障部位作进一步解体检查，结合现场情况进行分析后，决定返厂解体检查确定故障具体部位及损坏程度，并进行故障分析及处理修复。

1.3 返厂后吊罩检查情况

返厂后，12月21日对该高抗进行了吊罩解体检查。拆掉线圈上部压板和压圈，对压圈上的放电灼烧痕迹作了剖开检查后发现，该灼烧痕迹为管状的通道，通道长约150mm（见图1）。

图1 灼烧痕迹

2 高抗故障原因分析

根据对故障高抗的解体检查情况，放电点位于上部端圈靠近中性点出线位置，放电通道在压圈绝缘纸板第二层，判断放电原因为上压圈绝缘材料中存在杂质或气泡等缺陷形成了空腔。

当高抗在运行过程中，由于受到强电场作用，在空腔部位产生放电，随着运行时间的加长，故障逐步扩大。当内部压力积累到一定程度，将绝缘纸板撑破释放到油中，出现高抗轻瓦斯动作及油色谱分析乙炔严重超标的故障。

综合检查情况可定性为因高抗内部绝缘材料的制造工艺不良造成的本次故障。

3 结论

通过分析上述案例可以为今后高压电气主设备故障诊断提供一定参考价值。

1）主设备在线监测装置安装位置应安装在设备有效部位，避免死油区等油流循环不畅的地方。

2）变压器、电抗器等资产价值较大的设备，在线监测应能保证数据实时传送到后台和监控机，使异常情况能得到及早发现，及早处理。

3）电气主设备内部电场较强，制造过程中毛刺、裂缝等经过长时间运行，极易发生间隙放电，绝缘强度变低等现象，且这类故障处理难度大，一般都需要进行返厂大修，因此提高制造工艺，执行严格的质量管控标准对提升设备质量至关重要。

[1] 成永红.电力设备绝缘检测与诊断[M].北京:中国电力出版社，2008.