浅谈220kV变压器油谱数据在线监测的应用
本文依据笔者十多年现场工作经验，对220kV变压器油谱监测数据异常进行分析，判定变压器故障，通过案例分析，说明油谱数据分析以及在线监测装置技术的成熟和应用，将有利于主变压器状态信息的掌握，及时发现变压器的故障隐患，保证设备安全稳定运行。
标签：220kV变压器；油谱；在线监测；乙炔
丑女无敌的主题曲一、油谱监测数据分析
某220kV变压器，型号为SFPSZ10-180000/220，总油量为43.9t，设备投入运行后一直正常未发现异常现象。
2012年2月，谱监测数据正常，变压器油中乙炔（C2H2）的体积分数为0μL/L。2012年4月27日，在例行试验中，发现变压器油中溶解气体乙炔的体积分数增加至3.51μL/L，其他气体的体积分数也有增加，烃类甲烷（CH4）的体积分数增幅最大，增加至9.47μL/L。随后加强谱监测，乙炔的体积分数逐渐增加至7.00μL/L左右，其他气体的体积分数基本稳定。2012年12月24日，在线监测装置发现变压器油中乙炔的体积分数由7.20μL/L增加至27.93μL/
L，超过注意值，除CO、CO2外，其他气体的体积分数也相应增加。变压器油谱数据。
2012年9月23日和2012年12月24日数据为基数，以20℃时变压器油的密度0.895kg/m3进行估算，计算可得变压器油中乙炔的绝对产气速率11.6mL/d，相对产气速率105.8%，远超注意值0.2mL/d和10%。按照DL722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》推荐的三比值法，计算三比值编码为“101”，判断为局部放电故障。2013年3月20日，变压器油中乙炔的体积分数为30.50μL/L，达注意值（5μL/L）6倍以上，氢气的体积分数最高为90.50μL/L，甲烷、乙烯（C2H4）、乙烷（C2H6）的体积分数最高不超过20μL/L，总烃的体积分数最高不超过70μL/L。根据谱数据特点、三比值、产气速率计算结果综合判断，该故障为细小高能量局部放电，放电通道中温度很高导致绝缘油分解，产生乙炔并迅速增加，但同时放电为细小放电，热量很快被周围绝缘油吸收，引起温升并不高，因此甲烷、乙烯、乙烷增幅并不大，故判断为瞬时局部放电。根据估算，故障点的温度在673～686℃。
二、故障原因分析
1、电气试验分析
s.h.e 爱而为一2012年4月27日，在变压器油中乙炔的体积分数出现第1次跳变后进行油位、潜油泵检查，铁心接地电流监测，以及局部放电、高频局部放电试验，未发现明显放电信号。油箱液位检查，变压器本体油位一直指示在本体油箱60%位置，有载油位持续指示在储油柜50%位置，油位没有变化，对油枕进行红外测温，未见油位变化，排除分接开关油箱向本体油箱内漏引起油谱超标的可能性；潜油泵启动检查，潜油泵手动运行1h并进行谱分析，乙炔的体积分数没有明显变化，可以排除潜油泵绕组短路故障的可能；对该变压器铁心接地电流测试，为0.6mA，说明设备铁心没有多点接地的缺陷。2012年5月16日，对变压器进行超声波局部放电检测，未发现明显局部放电信号。2012年5月进行高频局部放电带电检测，共检测到两类信号：Ⅰ簇信号与钟立帅Ⅱ簇信号。
Ⅰ簇信号具备一定相位特征，放电平均幅值为96mV，该信号放电图谱不具备局部放电信号图谱特征，且放电波形无局部放电波形特征；Ⅱ簇信号具备明显相位特征，信号平均幅值为120mV，该信号放电图谱具备局部放电信号图谱特征，但放电波形无局部放电波形特征。此外对测试点相邻的变压器测试，同样测得该类信号，因此判断该类信号为尾部干扰信号。2012年12月19日，对该变压器停电检修，检查高中压套管，进行例行试验和耐压及局部放电试验，均未发现异常。
2、变压器吊罩检查
2013年3月进行变压器吊罩检查。将变压器外罩吊开后，发现固定U相分接引线的支架与围屏表面发生局部放電故障。在U相中压侧围屏表面有树枝状放电痕迹，固定U相分接引线的支架上部、下部也有放电痕迹。在U相中压侧底部支架上发现掉落的胶垫残条，胶垫残条上有烧蚀痕迹。通过查发现U相中压侧升高座底部法兰胶垫部分缺损，通过复原发现掉落的胶垫残条正是此处缺损的部分。法兰胶垫及掉落的残条。
通过对变压器吊罩检查，认为变压器安装不良造成U相中压侧升高座底部法兰胶垫受力不均匀，导致部分胶垫挤压过度，在设备投入正常运行一段时间后，在设备启动或运行过程中，外界的轻微干扰造成挤压过度的U相中压侧升高座底部法兰胶垫残条掉落，恰好落到U相分接引线的支架上，与围屏表面搭连，造成局部瞬时放电故障。
查阅记录，2012年4月25日潜油泵启动过1次4月27日乙炔的体积分数第1次跳变，分析认为变压器受外界干扰的影响，使受到挤压脆弱的胶垫残条与法兰胶垫脱离掉落到支架上，与围屏表面搭连，造成局部瞬时放电，使乙炔的体积分数跳变。2012年12月24日乙炔的体积分数第2次跳变，分析认为在变压器启动、油温变化等内外界环境的综合影响下，胶垫残
条与围屏表面第2次搭连，内部瞬时放电，造成乙炔的体积分数第2次跳变。第1、2次瞬时放电后，胶垫残条与围屏表面恰好未达到放电距离，变压器内部没有连续放电活动，此时电气试验正常。活出美丽
三、处理措施及效果
1、处理措施
（1）对变压器U相中压侧围屏放电部分进行局部切割，并进行修补，对中压侧分接引线等部分进行绝缘处理。
（2）更换变压器U相中压侧升高座底部法兰胶垫
（3）对变压器油箱进行滤油处理，直到绝缘油中特征气体的体积分数为零为止。
2、处理效果
2013年3月22日变压器检修投运后，通过油谱在线监测装置对主变压器的油谱数据进行监测，数据见表2。
日期 （CH4） （C2H4） （C2H6） （C2H2）
2013-03-22 0 0 0 0
2013-03-23 0.65 0 0 0.41
2013-03-25 0.82 0.29 0 0.57
我叫金三顺主题曲2013-04-07 2.10 0.43 0 2.84
2013-05-15 2.14 0.44 0 3.39
2013-05-30 1.98 0.37 0 4.07
日期 （H2） （CO） （CO2） （总烃）
东来东往的歌曲2013-03-22 0 3.78 85.60 0
2013-03-23 0.87 5.26 102.00 1.06
2013-03-25 0.95 5.62 125.00 1.68
2013-04-07 2.27 21.20 186.00 3.37
2013-05-15 2.73 29.40 282.00 6.51
2013-05-30 2.86 29.7 281.00 6.42
表2 主变压器大修后谱数据
在变压器投运半个月后，2013年4月7日变压器油中乙炔的体积分数达2.84μL/L，2013年5月30日涨至4.07μL/L，其他气体也有所增加，低于注意值，这是由于吸附于绝缘纸板等部分的特征气体缓慢析出的结果。该变压器经过半年的运行，吸附于绝缘纸板等部分的特征气体与绝缘油达到动态平衡，油谱数据已经基本稳定。2013年5月30日，谱监测乙炔的体积分数为4.07μL/L，基本稳定，设备运行正常。
四、结束语
通过油谱数据发现设备异常情况，在线监测装置第一时间捕捉到谱数据跳变情况，确定设备放电缺陷，经过连续监测及试验，吊罩检查到故障原因及部位，妥善处理，避免
更严重故障的发生，保证了电网和设备安全。通过案例分析，说明油谱数据分析以及在线监测装置技术的成熟和应用，将有利于主变压器状态信息的掌握，及时发现变压器的故障隐患，保证设备安全稳定运行。
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