500kV某站#1主变A相油中含微量乙炔分析

广东电网有限责任公司东莞供电局 李伟明

1 基本概况

500kV 某站#1 主变A 相，其额定电压为500kV，型号为SUB，投产的日期为2000年1月份。

2 500kV某站#1主变A相数据对比分析

2.1 油色谱试验历史数据对比分析

结合500kV某站#1主变A相油试验历史数据进行具体分析。

该主变自2000年1月投运，至今已运行20年，期间共出现过7 次乙炔含量较明显的异常变化。乙炔含量变化时间段如下。

2006年5月首次发现油中乙炔含量为0.19μL/L，其他烃类气体组分含量和总烃也不高，经过1年多时间运行检测，乙炔含量下降至0（#1 主变温度表曾于2006年2月21日做停电定检试验）。

2008年6月再次检测到油中乙炔含量为0.18μL/L，其他烃类气体组分含量和总烃也不高，2008年12月检测到油中乙炔含量升至0.2μL/L，其他烃类气体组分含量和总烃不高，经过1年多时间的运行检测，乙炔含量下降至0（#1 主变温度表曾于2008年3月23日做停电定检试验，#1 主变曾于2008年10月21至28日有停送电操作）。

2012年3月再次检测到油中含乙炔0.33μL/L，其他烃类气体组分含量和总烃也不高，经过1年多时间运行检测，乙炔含量下降至0（#1 主变曾于2012年2月13至14日有停送电操作。

2014年11 月再次检测到油中含乙炔0.16μL/L，其他烃类气体组分含量和总烃也不高，经过1年多时间运行检测，乙炔含量下降至0（#1 主变曾于2012年8月31日有停送电操作）。

2016年1月再次检测到油中含乙炔0.11μL/L，其他烃类气体组分含量和总烃也不高；2016年4月主变更换防爆阀对本体油真空过滤处理，油中气体组分含量较小，乙炔含量为0（#1主变曾于2015年12月16至17日有停送电操作）。

2017年8月再次检测到油中含乙炔0.18μL/L，其他烃类气体组分含量和总烃也不高，经过1年多时间运行检测，乙炔含量下降至0（#1 主变曾于2017年6月15至29日有停送电操作。

2019年3月20日再次检测到油中含乙炔0.94μL/L，其他烃类气体组分含量和总烃也不高，经跟踪试验发现乙炔含量在逐渐减少并趋于稳定（#1主变曾于2019年3月4至10日有停送电操作）。

最近一次2020年7月27日离线取样检测到油中乙炔含量下降至0.15μL/L，其他烃类气体组分含量和总烃稳定，经跟踪试验发现乙炔含量逐渐减少。且查看近年来的运行操作记录发现每次重新检测到乙炔之前一段时间内，#1主变均有停送电操作。

2.2 #1主变停送电操作与乙炔含量变化关系分析

500kV 某站#1 主变停送电操作记录对比如表1所示。

表1 500kV某站#1主变停送电操作记录对比

由表1可知，在完成主变送电操作后的绝大部分次数中乙炔含量会发生变化，并且每次发生乙炔变化的时间段前期均有停送电操作。

2.3 在线监测数据与离线取样试验数据对比分析

对同区间时间段内的在线监测数据进一步分析，#1主变A相油在线监测装置基本信息如表2所示。

表2 #1主变A相油在线监测装置基本信息

在线监测数据仅能够提取到2018年5月6日至2020年7月23日期间数据，将此区间内在线与离线油色谱数据作对比分析。电科院生产监控指挥中心系统数据目前在II 区运营，系统只能获取分区改造后2019年9月至今的相关数据，经由系统后台维护厂家获得2018年5月至2019年4月数据，2019年护网期间（2019年5月-2019年8月）省监控平台关停无法获得数据。2018年5月至今在线监测月度的乙炔含量平均数据为：2018年5月～2019年2月乙炔含量为0；2019年3月乙炔含量为1.357μL/L；4月乙炔含量为1.234μL/L；5月乙炔含量为0.700μL/L；6月护网演习；7月乙炔含量为0.703μL/L；8月乙炔含量为0.699μL/L；9月乙炔含量为0.695μL/L；10月乙炔含量为0.702μL/L；11月乙炔含量为0.700μL/L；12月乙炔含量为0.703μL/L；2020年1月乙炔含量为0.700μL/L；2月乙炔含量为0.699μL/L；3月乙炔含量为0.702μL/L；4月乙炔含量为0.700μL/L；5月乙炔含量为0.655μL/L；6月乙炔含量为0.500μL/L；7月乙炔含量为0.500μL/L。

对比离线色谱试验数据及当日在线监测数据，发现#1 主变A 相油在线监测装置的在线监测数据误差大，已超出±30%的合格范围，但其乙炔含量变化趋势同离线色谱数据变化趋势基本吻合[1]。

在线监测数据显示该主变乙炔含量在2019年3月突增。2019年3月15日10 时58 分，在线监测数据显示：氢气5.01μL/L、甲烷5.28μL/L、乙烷3.1μL/L、乙烯2.71μL/L、乙炔1.54μL/L、一氧化碳154μL/L、二氧化碳2145μL/L、总烃12.64μL/L。在线监测于3月15日发现乙炔含量异常。2019年3月20日现场取样做离线色谱分析，乙炔含量0.94μL/L，总烃含量12.20μL/L，其中乙炔含量接近注意值1μL/L。经查近期#1主变停送电记录，主变于2019年3月4日停电，3月10日16:55复电，在线监测装置3月15日10:58（主变送电4d 后）监测数据显示乙炔含量异常，检测数据稍滞后，但及时发现主变油中组分含量异常，成功预警[2]。

具体离线色谱（乙炔）数据与在线数据对比如表3所示。

表3 离线色谱（乙炔）数据与在线数据对比

2.4 负荷、温度与乙炔含量对比分析

500kV 某站#1 主变A 相油温55°启动风扇，油温65°启动油泵，油温达到80°发报警信号，冷却器全停后油温90°报警跳闸；绕组温度65°启动风扇，绕组温度75°启动油泵，绕组温度达到110°发报警信号，冷却器全停后绕组温度115°报警跳闸。对比同区间内的历史负荷、温度进一步分析。从系统中提取到2014年1月～2020年7月期间的每月变高侧运行电流日最大值及当月油温最大值等数据进一步分析其对油中乙炔含量的影响。

主变油面温度同运行负荷的变化曲线基本一致。#1 主变A 相非电量定值油温65°启动油泵，绕组75°启动油泵，经分析附表中2014年至今每月油温及绕温最大值可知油泵启停时间，经与乙炔含量变化时间比较对比，得知潜油泵启停对主变油中乙炔含量变化无影响。经乙炔变化趋势对比可以发现乙炔含量突然增加然后降低，这种现象反复出现，通过比较乙炔的各个增长周期与负荷、油温情况，没有发现季节性特征。

3 分析结论

通过分析油中溶解气体组分异常含量及上述对比分析，可得以下结论。

一是油中溶解气体组分含量中作为过热指标的乙烯为低浓度，因此认为过热的可能性低，特征气体为乙炔和氢气，但含量不是很高，有可能是发生了微小放电；CO2与CO 比值在3 以上，且含量不高，没有因为乙炔突增而增加，因此认为没有涉及固体绝缘故障。

二是油中溶解气体组分和含量及变化的情况判断设备内部不存在持续性故障点。送电时的操作过电压引起了变压器内部某一局部区域内的电场强度变化，导致油中火花放电产生乙炔，乙炔含量经过油循环被固体绝缘吸附和稀释慢慢减少[3]。

三是油色谱在线监测数据情况说明在线监测有效地监测到气体含量变化，但时间上存在滞后。

4 建议及措施

建议对500kV某站#1主变A相进行吊罩或进油箱检修，在检修前持续跟踪，加强运维巡视。

一是加强对#1 主变A 相运维，监测变压器投退、潜油泵启停、变压器运行声音、负荷及油温变化等情况。

二是#1 主变如有停送电操作，请及时告知试验所，将于主变送电后1d及3d安排现场取油样试验，观察其油样变化。

三是对#1主变A相每天监视油在线数据的变化情况，若有上升趋势时，立刻进行离线取样色谱试验。

5 结语

在电力系统中，应当定期对电力设备进行试验检测，避免因为设备故障造成重大的安全隐患导致发生重大的安全事故。变压器设备的质量是保证变压器稳定运行的前提，所以应当引起重视，保证电力设备正常运行，保障人们的用电安全。