兩例110kV變壓器故障的診斷與處理

錢(qián)伊姍

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，變壓器在我們的生活中產(chǎn)生了巨大的作用，本文簡(jiǎn)單分析了變壓器機(jī)油進(jìn)行裂化的原因和理由，找出解決這些問(wèn)題的方案，詳細(xì)介紹當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，氣相色譜分析方法用于解決這些問(wèn)題的步驟，使得變壓器出現(xiàn)的這些問(wèn)題能夠更加順利地解決，同時(shí)本文也根據(jù)故障診斷過(guò)程發(fā)現(xiàn)氣相色譜分析存在的問(wèn)題，并提出應(yīng)該注意的事宜。

關(guān)鍵詞：110kv變壓器，故障，診斷

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛快進(jìn)步，人們已經(jīng)離不開(kāi)輸電網(wǎng)絡(luò)，用電量的增加使得變壓器在人們的生活中越來(lái)越重要，只有保證變壓器供電的可靠性，才能給人類(lèi)帶來(lái)便利的生活。經(jīng)過(guò)幾十年的創(chuàng)新與改革，我國(guó)的變壓器已經(jīng)進(jìn)步得非常快，但是在輸電過(guò)程中，變壓器不可避免會(huì)產(chǎn)生一些故障，對(duì)這些變壓器的故障進(jìn)行合理診斷和有效處理就顯得尤為重要。本文對(duì)兩例變壓器發(fā)生的故障進(jìn)行描述，并且對(duì)這兩例變壓器的故障進(jìn)行診斷和分析，找到解決方案，使得變壓器能夠恢復(fù)原有狀態(tài)，正常使用。

一、110kv變壓器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的內(nèi)部故障類(lèi)型

要想合理地解決變壓器的問(wèn)題，必須要知道變壓器的故障類(lèi)型有哪些，根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，我們可以發(fā)現(xiàn)變壓器的故障大致分為：受熱性故障、電放性故障和潮濕干擾性故障等等，接下來(lái)本文主要介紹下受熱性故障和電放性故障。

（一）受熱性故障

受熱性故障在變壓器產(chǎn)生的故障中頻率是最高的，也是發(fā)生后果最嚴(yán)重的一類(lèi)故障，因此我們要足夠重視這種類(lèi)型的變壓器，這類(lèi)故障產(chǎn)生的主要原因是由于變壓器在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中不斷的產(chǎn)生熱量，熱量會(huì)積累在變壓器絕緣體的內(nèi)部，散發(fā)不出去，隨著時(shí)間的推移，熱量就會(huì)越來(lái)越多，最終導(dǎo)致絕緣體到達(dá)自身熱點(diǎn)，產(chǎn)生溶解和變壞的結(jié)果，這非常不利于絕緣體的工作，熱點(diǎn)從低溫轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷氐倪^(guò)程，有時(shí)候甚至?xí)?dǎo)致電弧型熱點(diǎn)，從而損傷變壓器的內(nèi)部設(shè)備，導(dǎo)致變壓器徹底損壞，再也不能使用。

（二）電放性故障

電放性故障在變壓器故障中發(fā)生的頻率僅次于受熱性故障，電放性故障一般分為電弧放電導(dǎo)致的故障和火花放電導(dǎo)致的故障。首先我們介紹一下電弧放電導(dǎo)致的故障，這種故障產(chǎn)生的原因主要是由于變壓器在工作時(shí)使用電弧放電，但是電弧放電有時(shí)會(huì)因?yàn)殡娀×Χ冗^(guò)強(qiáng)，纏繞組匝或者是將絕緣體穿透，有時(shí)候會(huì)造成引線產(chǎn)生斷截或者是飛弧閃絡(luò)和分開(kāi)連接的開(kāi)關(guān)?；鸹ǚ烹妼?dǎo)致的故障一般是由于管套內(nèi)部的電引線對(duì)電位的末端進(jìn)行牢固管套的引導(dǎo)電流的管道、平均電壓的光圈等設(shè)備線路放電所引起的，損壞的變壓器設(shè)施電力會(huì)產(chǎn)生部分區(qū)域接觸不好導(dǎo)致放電現(xiàn)象的發(fā)生。

二、氣體色譜分析方法

在上個(gè)世紀(jì)九十年代末，我國(guó)正式頒布的關(guān)于電力設(shè)備的相關(guān)規(guī)程制度中，已經(jīng)明確將色譜分析方法作為電力變壓器的重要實(shí)驗(yàn)方法。通過(guò)大量的實(shí)踐教學(xué)我們知道，氣相色譜分析方法是非常適合使用在變壓器的故障診斷中，氣相色譜分析法是一種化學(xué)審查方法，它運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)，能夠快速敏捷地挖掘變壓器內(nèi)部可能存在的故障隱患，并且對(duì)于早期變壓器的診斷非常有效。

（一）氣體色譜分析方法概述

氣相色譜分析方法作為一種化學(xué)檢測(cè)方法，主要就是將在連續(xù)供電的狀態(tài)下，收集變壓器中的油脂，將這些特定的油脂放入制定的氣體中進(jìn)行溶解，根據(jù)溶解后產(chǎn)生的化學(xué)現(xiàn)象判斷變壓器故障，這種方法相較于其他的方法是比較簡(jiǎn)單方便的，而且結(jié)果有專(zhuān)門(mén)的核實(shí)表，可以快速便捷地判斷變壓器產(chǎn)生的故障。當(dāng)變壓器內(nèi)部產(chǎn)生一些故障時(shí)，絕緣體內(nèi)部會(huì)發(fā)生解裂，放出一些氣體，這些氣體會(huì)部分地融進(jìn)變壓器的油脂內(nèi)，直到油脂內(nèi)部達(dá)到飽和，我們就可以直接從瓦斯的繼電器中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找出故障原因。以前由于技術(shù)不發(fā)達(dá)，人們習(xí)慣采取燃燒瓦斯氣體的方法，但是受到技術(shù)的限制，這種方法是不能找到問(wèn)題的原因與故障的位置，一旦氣體放出的不夠多，電氣實(shí)驗(yàn)中的電氣量的顯示數(shù)額是不能體現(xiàn)出變壓器的當(dāng)前狀態(tài)的，有時(shí)候會(huì)對(duì)人們產(chǎn)生誤導(dǎo)，使得變壓器難以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，如果是運(yùn)用油脂飽和氣體的檢測(cè)方法來(lái)判斷變壓器中可能存在的問(wèn)題，效果十分顯著，也不會(huì)發(fā)生上述情況的，工作人員檢測(cè)起來(lái)也安全、方便、快捷和放心。

（二）變壓器油中的氣體特征

變壓器中一旦發(fā)生了故障，就會(huì)產(chǎn)生一定的氣體，但是氣體的種類(lèi)會(huì)隨著故障發(fā)生的部位不同而改變，也存在故障發(fā)生的位置不同但是變壓器內(nèi)部產(chǎn)生的氣體相同的情況，這時(shí)候我們既要根據(jù)產(chǎn)生氣體的種類(lèi)判斷變壓器故障發(fā)生的大致位置，又要根據(jù)氣體的化學(xué)反應(yīng)程度進(jìn)一步判斷故障發(fā)生的具體位置。可以有效判斷變壓器故障的特殊氣體有：H2（氫氣）、CO（一氧化碳）、CO2（二氧化碳）、CH4（甲烷）、C2H6（乙烷）、O2（氧氣）等。

三、變壓器內(nèi)部故障的實(shí)例診斷

（一）第一起案例

在上個(gè)世紀(jì)九十年代末期，我國(guó)某一家公司的110kv變壓器內(nèi)部的易燃?xì)怏w突然含量升高，我們對(duì)其進(jìn)行氣相色譜分析，得出來(lái)的結(jié)果如下表1所示：

根據(jù)我國(guó)頒布的規(guī)格審查表，我們可以了解到正常變壓器的氣體顯示情況，C2H4（乙烯）和CH4（甲烷）應(yīng)該要占有較大的比重，C2H2（乙炔）所占的比重應(yīng)該是比較小的，也有些情況下氣體中是沒(méi)有C2H2（乙炔）含量的。根據(jù)氣相色譜分析得到的各類(lèi)氣體的組合成分，計(jì)算出每種氣體組合比例，可以得到編號(hào)022，根據(jù)比例與編碼這兩個(gè)數(shù)據(jù)，可以診斷變壓器內(nèi)部的含裸金屬是否發(fā)生熱量太多的現(xiàn)象。根據(jù)氣象色譜表中的數(shù)據(jù)，根據(jù)C2H4（乙烯）的含量判斷電磁線路是否發(fā)生過(guò)熱的現(xiàn)象。想要實(shí)現(xiàn)變壓器的正常運(yùn)行，我們必須對(duì)這臺(tái)110kv的變壓器進(jìn)行吊罩檢查，果然我們?cè)阼F心底部看到了部分的雜質(zhì)，同時(shí)在鐵心的下邊緣看到了由鋼硅制成的原材料，這也就證明我們的診斷是正確的。

對(duì)于上述發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，我們已經(jīng)找到了故障發(fā)生的位置，我們可以將這些雜質(zhì)清理掉，然后將真空注入油中，再將這些氣體排出，這樣的話鐵心的絕緣電阻率就變成了2000MΩ，恢復(fù)成正常狀態(tài)，也使得變壓器可以安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（二） 第二起案例

在這個(gè)世紀(jì)初，我們對(duì)我國(guó)某家變壓所的某臺(tái)110kv變壓器進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)3年的跟蹤試驗(yàn)，得出的數(shù)據(jù)如表2所示：

根據(jù)上述表格中的數(shù)據(jù)所示，我們發(fā)現(xiàn)該變壓器的各個(gè)氣體含量的比例中C2H2所占份額很高，H2也在隨著時(shí)間的推移不停地增長(zhǎng)，將表中的數(shù)據(jù)與國(guó)家頒布的審查表中的數(shù)據(jù)比較，可以發(fā)現(xiàn)整個(gè)氣體中烴的總含量并不高，三比值的編碼是202。由此可以判斷變壓器內(nèi)部有可能是火花放電產(chǎn)生的故障，可是經(jīng)過(guò)繼續(xù)跟蹤檢測(cè)我們發(fā)現(xiàn)氫氣與乙炔的含量在不斷的上升，這時(shí)候我們應(yīng)該注意開(kāi)關(guān)是否使用得太過(guò)頻繁，導(dǎo)致這兩個(gè)氣體的含量增加，但是經(jīng)過(guò)停電進(jìn)行電氣測(cè)試根據(jù)得出來(lái)的數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)變壓器本身是正常的，所以變壓器本身并不存在內(nèi)部故障，有可能是因?yàn)橛拖渎┯偷膯?wèn)題，果然通過(guò)工作人員對(duì)變壓器內(nèi)部油箱的檢查，我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)油箱確實(shí)出現(xiàn)了滲漏的情況，所以我們的判斷是合理的。

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