江蘇電網500kV變壓器缺陷跟蹤分析王建明萬達2，陸志浩3，謝楠4劉蒼松5（1.江蘇省電力公司，江蘇南京2100242.江蘇省電力科學院，江蘇南京210029 3.華東電網有限公司，上海2000024.常州供電公司，江蘇常州213003；5.鹽城供電公司，江蘇鹽城224002）陷的情況，分析了缺陷產生的原因，并提出了缺陷診斷方法以及消缺、防范措施。

　　至國華盤電計費終端至一期FAG（主）1計費備表h至一期FAG（備）1，220kV計費備表1備用電源盤一濱線計費主表內通信設備計費i張1 1，L計費信息采集裝汁費信息采集裝置-至華北網讀高廠變計費差4號主變計費表-計費衷4號出口計費表3號出口計費表LnN1廠內電童計費終端；'來自國華盤電主FAG大唐盤電遠方電量計費系統接線。3通信通道第1路數據送至華北總調，通信以調制解調器通過華北電網微波信道實現。可以手動和自動方式遠程采集FAG存儲的積分周期的數據（帶時標），并將采集的原始二次電能值處理成一次電能值，比較終形成一次電能值的日、月報表。此部分僅是對帶有時標的二次電能值進行必要的累加和倍率計算，不存在誤差問題。第2路數據送至廠內電量計費終端，通信方式是以數據線直連方式實現為電廠生產運行提供準確實時數據支持。第3路數據送到國華盤電公司電量計費終端，通信方式是以數據線直連方式實現。同時，FAG預留1個外置MODEM傳送數據到天津地調。

　　3.4電能計費系統主站大唐盤電電能計費系統主站從電量數據采集終端（FAG）直接獲取數據，可讀取遠方電能表數據、負荷曲線，進行數據分析、預統計，而且可以提交符合電廠生產需要的日、月報表。不但能為廠內有關部門（如：計劃、財務、生產管理等）提供快捷的經濟核算信息，而且可與華北網調中心站核對遠方電量計費數據，監視設備的運行狀態，對避免和減少差錯起著積極的作用，有效地增加了大唐盤電遠方電量計費系統的可靠性。

　　力系統繼電保護工作。

　　華東電力截止到2004年6月底，江蘇電網共有22組（48臺相）500kV變壓器在運行。其中，早期投運的15臺（相）變壓器（已運行15余年）無一例外地存在油中氣體色譜分析乙烷含量單一增大的現象，顯示變壓器內部某種絕緣的老化。2003年以來，后期投運的武南3號主變A、B相油中先后出現乙炔氣體；鹽城1號主變油中甲烷和乙燃氣體含量增大，總烴超過“注意值”。

　　針對這3臺（相）變壓器色譜異常的情況，分析缺陷產生的原因，提出缺陷診斷方法以及消缺、防范措施。

　　1武南3號主變油中出現乙炔分析武南3號主變，系日本東芝公司產品，1998年投運，歷次預防性試驗結果正常。A相變壓器于2001年10月油中出現微量乙炔，2003年6月起，隨著變壓器負荷上升至420MVA左右，乙炔也逐步上升，并穩定在0. 7ML/L；B相變壓器于2004年1月油中出現乙炔氣體以后逐漸上升，并穩定在1.4ML/L.這2臺變壓器的其他氣體包括一氧化碳和二氧化碳等未明顯增長，總烴均為10L/L左右。

　　續經受了強烈的直流偏磁的沖擊，每相變壓器的直流偏磁電流達4. 5A，變壓器噪聲也隨之上升到90dB并有強烈振感。2004年6月末，對該變壓器進行了局部放電的超聲波檢測，未發現明顯異常。

　　制造廠介紹，同期生產的浙江蘭亭變壓器也出現過類似問題。變壓器投運不久，油中出現乙炔氣體，經超聲波檢測局部放電和放油進箱檢查未發現異常。

　　變壓器恢復運行后，油中乙炔氣體時而微增，時而穩定，比較高達2.9ML/L后運至常州東芝變壓器廠進行吊罩檢查，發現油箱壁的硅鋼片磁屏蔽與箱壁間有放電燒痕。

　　另外江蘇常熟電廠一臺360MVA主變也出現過油中乙炔氣體單一增長，達5~6WVL，超聲波檢測的局部放電量與變壓器負荷呈明顯對應關系，負荷大，放電量高；負荷小，放電也減小。

　　吊罩檢查發現，油箱磁屏蔽出現松動。在強磁場（即變壓器大負荷）下，產生振動，與箱壁發生鑒于武南3號變壓器A、B相的油色譜特征以及其他預防性試驗結果正常，決定縮短油色譜分析的檢測周期（1天1次）和裝設油色譜的在線監測裝置。A相為加拿大加創公司產品，B相為日本TMTD公司產品。經過2004年夏季用電高峰后，該變壓器油中乙炔氣體一直比較穩定。

　　該組變壓器的A相和B相油中先后出現乙炔氣體油色譜的表現特征相同，初步判定為油箱磁屏蔽放電，與其結構有關。變壓器硅鋼片磁屏蔽與油箱壁間無絕緣，因壓緊工藝不良，硅鋼片磁屏蔽與箱壁間存在間隙，在強磁場下可能發生放電，這是內因。

　　另外，由于武南變與政平換流站接地極的位置相距不遠，當政平站采用單極大地回線方式輸送較大功率的直流時，將有很大的直流分量通過接地極、直接接地的變壓器中性點流入變壓器本體。變壓器的直流偏磁，使鐵心急劇飽和，大量磁通通過油箱壁，引起箱壁磁場劇增，并產生強烈振動，既而發生磁屏蔽對箱體的放電，這是外因。

　　正是在內外因的共同作用下，引起磁屏蔽放電，造成變壓器油中氣體色譜分析出現乙炔。

　　由于硅鋼片磁屏蔽與箱壁的間隙較小，如果放電使該間隙進一步縮小或短接，放電將削弱或停止，油中乙炔含量即趨于穩定，而如果由于外界因素使變壓器振動加劇，則磁屏蔽與箱壁之間的間隙加大，又可能引起放電，油中乙炔含量增加。

　　應該說，這種硅鋼片磁屏蔽放電的本身，不會對變壓器的安全運行帶來實質性的影響。但由于其產生乙炔氣體可能掩蓋變壓器內部的其他放電現象，對正確檢測變壓器的故障十分不利，應予以消除。

　　對于武南變電所的直流偏磁，引起變壓器劇烈振動帶來的部件松動或損壞，應給予高度重視，并采取措施將直流偏磁降低。

　　2鹽都1號主變油中總烴升高分析鹽都1號500kV主變，容量750/750/240MVA，三相共體三相共體，系日本東芝公司產品，2002年8月投運。

　　投運1年后，油色譜分析正常，2003年9月預防性試驗結果也正常。從2004年2月開始發現油中總烴含量上升較快，2004年6月1日總烴已達278.9卜17乙超過了注意值（150卜17，如表1所示。

　　根據“三比值”編碼分析，變壓器內部存在過缺缺陷，由020的低溫過熱發展到021的中溫過熱，進而到022的高溫（超過700°）過熱。在排除鐵心存在多點接地缺陷的基礎上，停電進行繞組直流電阻測試，并與制造廠專家共同研究、查找和處理缺陷。

　　表1 500kV鹽都變壓器油色譜分析結果取樣日期氫氣甲烷乙烷乙烯乙炔總烴三比值編碼3日變壓器停電，進行變壓器各繞組，包括35kV低壓側繞組的直流電阻狽試，未發現異常。該變壓器的負荷一直較小，通常在300MVA左右。35kV低壓側的負荷僅為感性無功。

　　35kV電抗器，2003年10月初開始，帶4臺35kV電抗器，總負荷為240MVar，即變壓器低壓側處于全天24h滿負荷狀態。

　　該變壓器是合同中同型變壓器的比較后一臺，按合同規定，在工廠未進行大電流的考核，僅靠繞組直流電阻試驗難以發現該缺陷。

　　經與制造廠人員協商，決定該變壓器重新投入運行，繼續檢測油色譜可燃性氣體的發展情況。在重新投運的2個星期內（6月4日至6月17日）變壓器低壓側未接任何無功負荷，油中總烴氣體含量基本穩定，表1中的數據以說明問題。

　　側接120MVar無功負荷，其余時間低壓側未接任何無功負荷。5月19日至6月1日的14d的時間，變壓器低壓側負荷240MVar，油中總烴增加6月4日重新投運至7月8日的35d時間，變壓器低壓側基本未接負荷，油中總烴增加僅約60FVL，產氣速率僅為前者的1/7.即使排除測試誤差，兩者的差別也是十分明顯的，這就說明油中總烴含量的增加與變壓器低壓側的風荷有一定關系。

　　隨著變壓器運行時間的加長和低壓側負荷的增加，會對判別過熱部位有所幫助，為徹底消除該過熱缺陷創造有利條件。

　　由于在變壓器出廠試驗中，正常情況下溫升試驗只對同批次的第一臺變壓器進行，而其它變壓器是沒有大電流試驗的，因此這些變壓器的局部電流回路上可能存在的接觸不良，將難以有效發現。

　　因此對不進行溫升試驗的變壓器，在工廠試驗中增加1.1倍額定電流持續4h的通流試驗，并利用油色譜分析進行考核是必要的。

　　3結論油色譜分析對于發現變壓器的潛伏性缺陷十分有效。

　　當發現油中某可燃性氣體或總烴含量增長并超過“注意值”時，應采用“三比值”法初步判斷缺陷的性質（放電或過熱，是否涉及固體絕緣等），結合其他電氣測試手段，例如鐵心外引接地線電流、局部放電超聲波測試等以及變壓器運行負荷、溫度和組附件的運行、檢修情況（如滲漏油，油泵損壞等）與制造廠共同進行綜合分析、判斷，并提出可行的處理措施。

　　武南3號主變的放電缺陷可能是由硅鋼片磁屏蔽放電引起，應繼續油色譜檢測。在合適的時候，對該缺陷予以徹底消除，并采取有效措施限制直流偏磁對變壓器的影響。

　　鹽都1號主變的過熱缺陷可能發生在低壓繞組。在進一步跟蹤分析后，應進行徹底處理。

　　1倍額定電流持續4h的通流試驗，并采用色譜分析進行考核，可以發現電流回路明顯連接不良的缺陷，應將該試驗列入大型變壓器的訂貨技術合同。

　　目前使用的全組分油色譜在線監測裝置，監測乙炔的靈敏度較高，比較有效，應繼續監測。

　　同時，離線油色譜分析仍應繼續發揮不可替代的作用。