一起背靠背换流变压器油色谱异常分析及处理

魏 震 朱鹏飞 王海龙 王群锋 赵 钧

国网河南省电力公司直流运检分公司 河南 郑州 450000

引言

换流变是高压直流输电系统中重要设备之一,在远距离电能输送及跨区域非同步联网中发挥着无可替代的作用。换流变运行环境比普通变压器更加复杂,在运维过程中可能出现的问题更多。目前对于运行中换流变故障的检测手段主要通过油色谱试验等带电检测试验[1]。

本文通过对某背靠背换流站一台换流变从投运初期出现油色谱异常后,采用油色谱分析及电气试验等手段综合分析判断了油色谱异常原因,利用停电检修机会进行现场排油内检,随后返厂进行解体检查,发现换流变阀侧Y接绕组首端引线接头压接工艺不良,引线屏蔽管油流不畅等问题,导致绝缘油局部受热分解产气。针对发现问题,进行相应处理,设备修复完毕投入后运行正常,未在有异常产气现象。

1 异常情况

1.1 设备参数

表1 换流变参数

1.2 设备异常情况 该换流变自投运以来均存在不同程度的总烃及氢气增长现象,油色谱试验结果见表2。

表2 换流变油色谱试验数据μL/L

2 数据分析

2.1 油色谱试验数据分析 结合油色谱试验数据,根据“三比值法”,该换流变三比值编码为“001”,对应故障类型判断方法并无此编码。由特征气体法进行分析特征气体中无乙炔,可判定无电弧及放电发生,CH4含量较多,C2H4,C2H6相差不多,且CO、CO2含量不多,可判定器身内部出线中高温过热情况(高于300℃)。

2.2 排油内检诊断及分析 利用停电检修期间对该台换流变进行内检及试验,检查结果无异常,试验结果均合格,换流变投入运行正常,但投运后总烃、氢气等特征气体继续持续增长。

3 故障查找及处理

3.1 故障查找 将设备返厂进行解体检查,打开上箱盖,发现阀侧Y接绕组首端引线均压管外部绝缘有发黑碳化现象。

吊出器身后对阀侧Y接绕组首端引线均压管发黑部位外层绝缘进一步拆除,发现均压管外壁有明显过热发黑痕迹,且外部绝缘纸碳化粉碎。

图1 阀侧Y接绕组均压管绝缘纸碳化粉碎

打开Y接绕组均压管连接部位,发现内部连接引线发黑、白布带及绝缘纸碳化严重。

图2 均压管内部引线绝缘纸碳化严重

3.2 处理措施 重新加工阀侧Y接绕组首端第1、第2根均压管,增加热油交换导油装置,新增绝缘支架,改善油流循环,确保油流畅通。如下图所示。

图3 Y接绕组首端出线均压管改造示意图

图4 Y接绕组首端出线均压管改造实物图

通过仿真分析计算,改进后的均压管满足电气设计要求。

修复换流变投入运行后油色谱数据未再增长。

4 结论

本文利用油色谱分析及电气试验综合分析判断了油色谱异常原因,根据油中特征气体含量,判断是由于局部过热所产生的气体特性,最终确定引线屏蔽管无导油通道,管内油流不畅,形成“死油区”,导致引线及屏蔽管包裹的绝缘纸受热碳化,绝缘油局部受热分解产气是油色谱异常直接原因。