220 kV变压器内部放电缺陷原因分析和处理

刘丽

(长安益阳发电有限公司，湖南益阳413000)

220 kV变压器内部放电缺陷原因分析和处理

Analysis and treatment of internal discharge faults for 220kV transformers

刘丽

(长安益阳发电有限公司，湖南益阳413000)

介绍1例220 kV电力变压器内部放电缺陷及其处理过程，说明油色谱和局放检测技术在处理过程中的应用。

变压器；油色谱分析；内部放电

1 缺陷描述

某220 kV变压器型号为 SSP10－75000/220，采用强迫油循环的冷却方式，2008年4月正式并网运行，期间运行工况稳定，没有遭受过短路冲击，绕组温度、油温、油位均未超出标准范围，冷却油泵无过热等异常现象。

2012年12月，变压器检修时取油样检测发现H2含量为156.99 μL/L，C2H2含量为58.85 μL/L。为排除测量误差，送权威部门进行了复测，结果为H2含量为156.0 μL/L，C2H2含量为74 μL/L，2次结果基本一致，数据见表1。从2次检测结果确认油中H2和C2H2含量已超过标准值，尤其是C2H2含量已远超5 μL/L的标准限值。按油中气体含量三比值代码判断，变压器内部存在低能量放电故障，其他数据无异常。

表1 2012年12月18日色谱检测数据 μL/L

2 处理分析

2.1 空载试运行

2013年1月17—20日，对该变压器进行了72 h脱气处理。1月21日再次取油进行色谱分析，检测结果为H2含量为2 μL/L，C2H2含量为2.3 μL/L，符合标准要求。

为了进一步分析变压器油中C2H2，H2含量超标的原因，决定将变压器空载运行1个月，在运行期间加强监视，并缩短油色谱检测周期，以便于掌握油中溶解气体的增长规律。2013年2月3日，对主变零起升压后，从高压侧对主变全电压冲击合闸，主变及其保护装置无异常。变压器持续运行至3月25日，油中C2H2含量从2.3 μL/L增至9.5 μL/L。产气速率值已大大超出 DL/T722—2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》的规定值，特征气体主要成分还是 C2H2，占总烃的80.5%，总烃依旧不高，依据 《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，判断变压器内部存在低能量(火花)放电故障。变压器油检测数据见表2。

表2 2012年12月至2013年3月色谱检测数据表μL/L

2.2 排除油泵缺陷

为排除潜油泵缺陷导致色谱异常的可能，2013年4月1日将3台潜油泵全停，将变压器空载运行，4月1日停油泵前取油样做色谱分析，油泵停运后在4月4日和4月6日各取一次油样进行色检测。比对结果为:4月1日油中C2H2含量为11.8 μL/L(上部)、11.7 μL/L(中部)；4月4日油中C2H2含量为14.1 μL/L(上部)、14.2 μL/L(中部)；4月6日油中 C2H2含量为17.2 μL/L(上部)、17.4 μL/L(中部)。从3次数据比对分析得出结论，变压器油泵停运后，油中C2H2含量仍在不断增长，且增长速度较快，可排除变压器油泵缺陷导致油色谱异常的可能。

2.3 带电局放检测

2013年4月15日，对变压器进行了带电局部放电定位检测，在高压侧B，C相均压罩附近，2次弱信号传入监测装置，其它部位未检测到信号。

2.4 变压器内检及处理

2013年4月22日，对变压器进行了内检，检查发现如下问题:主变低压侧c相连接板有明显黑色放电痕迹，连接板表面凹凸不平；变压器高压侧B相均压罩没有紧固，均压罩凹槽内有很多黑色污垢；C相高压侧引出线端部圆柱体完全松脱。综合油色谱检测和带电局放检测结果，初步确定上述缺陷是变压器产生C2H2的原因。

4月26日，对内检发现的问题进行了处理:将低压侧c相连接板两边打平，不烫锡，在原连接板上端增加1块铜板；低压侧a，b两相的连接板上端也增加1块铜板，以增加导电面积防止连接板发热；将变压器高压侧B相均压罩凹槽内污垢清洗，均压外罩紧固；用皱纹纸将高压侧B相引出线包扎，将绝缘外罩与引出线紧固；将高压侧C相引出线端部圆柱体紧固。

处理完成后再次对变压器油进行脱气和滤油处理。4月28日将处理后的油样进行色谱分析检测、油简化试验、油耐压试验，检测和各项试验结果均合格。对变压器进行了绝缘电阻、直流电阻、介质损耗、直流耐压及泄露电流高压试验，试验结果也合格。

2.5 变压器内检后色谱跟踪

变压器内检处理以后，再次投入运行。至2013年12月份，C2H2含量从投运初的0增长至17.7 μL/L(见图1)，增长较为明显，其它气体含量在正常范围内。在此过程中，C2H2的增长速度较内检处理前已大幅放缓。

图1 处理前变压器内部气体数据折线图

为确认变压器内检后C2H2增长是残气回溶还是内部缺陷未消除继续产气所致，2014年1月19日，对变压器进行离线局放试验。变压器在电压下局放量小于100 pC，在电压下局放量小于500 pC且稳定无增长趋势，在试验过程中试验电压稳定，局放检测结果满足要求，基本排除了变压器主绝缘及匝间绝缘问题，数据见表3。

2.6 离线局放检测

表3 离线局放检测结果 pC

2.7 二次内检

为进一步确认变压器内部状态，2014年1月20日，再次对变压器进行了内检:低压侧a，b，c三相连接板无异常；高压侧三相应力锥及均压罩无松动，B相均压罩经2013年4月份拧紧后无松动；分接开关动触头与静触头检查无油污、脏物；静触头与分接引线连接处紧固情况检查未见异常；高压引线表面检查无异常，高压引线绝缘及绝缘支架检查无脱落、折断、破损等现象，高压引线根部纸绝缘无松动、破损现象；线圈等其它部件检查均正常。为便于跟踪油色谱数据，对变压器油进行了脱气处理。

2.8 安装油色谱在线监测装置

为更及时地监测和分析变压器的色谱数据，2014年1月安装了油中气体在线监测装置。2014年3月至2015年5月，变压器油中C2H2含量增长趋势见图2。从图中可看出，2014年3月至2015年5月，油中C2H2呈缓慢增长趋势，其中2014年12月至2015年5月，油中C2H2含量在5.0～6.0区间，已趋于稳定，变压器各项指标均保持正常水平。

图2 处理后C2H2数据折线图

3 结论

1)变压器低压侧c相连接板表面毛刺放电、高压侧B相均压罩松动和高压侧C相引出线端部圆柱体松动引起的悬浮放电是造成色谱异常的主要原因。

2)2014年3月以后，变压器油中主要气体成分为C2H2，是在2013年4月缺陷未消除前产生，之后油中C2H2气体增长是因固体绝缘材料中残气回溶所致。

3)在缺陷处理过程中，油色谱、带电局放、离线局放和油色谱在线监测技术的应用，起到了关键作用。

〔1〕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，2000.

〔2〕DL/T 596—1996电力设备预防性试验规程 〔S〕.北京:中国电力出版社，1996.

TM855.1；TM411

B

1008-0198(2015)05-0054-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2015.05.016

刘丽(1973)，女，大学本科，工程师，现担任长安益阳发电有限公司生技部电气点检工程师。

2015-04-14 改回日期:2015-06-04