論變壓器油色譜與電氣試驗相結合綜合診斷過熱故障

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當前,人們對電力系統(tǒng)安全性的要求不斷提高,不過由于電力系統(tǒng)復雜性特征的影響,使得系統(tǒng)在運行中存在較多故障,其中變壓器故障就是最為嚴重的問題,這不僅會降低電能供應質(zhì)量,還會造成人員傷亡,所以加強對變壓器故障的診斷及維修顯得尤為重要。

1 變壓器過熱故障

變壓器過熱故障是指變壓器在運行過程中,超過規(guī)定標準溫度進而產(chǎn)生的故障問題。變壓器過熱故障共分為三個檔次,低溫過熱故障、中溫過熱故障和高溫過熱故障。正常變壓器在運行中,其溫度值控制在300攝氏度左右,而過熱故障中,溫度值會超過700攝氏度。變壓器過熱故障的產(chǎn)生原因是由于內(nèi)部故障引起發(fā)熱,其會使變壓器油分解出故障氣體。而變壓器過熱故障集中在導電回路及磁回路上,雖然危害性較小,但是過熱故障所產(chǎn)生的固體絕緣危害及電弧放電問題還是會對變壓器帶來一定損傷,進而阻礙電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2 變壓器油色譜與電氣試驗的綜合運用

油色譜與電氣試驗就是利用油色譜發(fā)現(xiàn)故障,再利用電氣試驗判斷故障類型,采取合理的解決措施的一種方法。在電氣試驗中,主要是通過對直流電阻、絕緣電阻、空載損耗和電流、潛油泵及其附件檢查等方式來了解故障產(chǎn)生的原因,從而制定相應的處理措施,降低過熱故障的影響。其中絕緣性檢測,通過絕緣機制、繞組絕緣水平給過熱故障的判斷提供了可靠依據(jù)；空載損耗與空載電流試驗可對導電回路及磁回路實行診斷,判斷過熱故障源；潛油泵及相關附件檢測則能夠判定外部接引線及油箱存在的故障。

3 實際案例

以某地區(qū)10千伏變壓器為例。該變壓器在經(jīng)過一次大修后,技術人員發(fā)現(xiàn)變壓器油中的烴含量存在嚴重超標現(xiàn)象。技術人員對烴氣成分含量進行不同時段的測定,得出相關數(shù)值為：第一時段中,氫氣、乙烯、乙烷和乙炔為0,一氧化碳34.1μL/L,二氧化碳、甲烷分別為126.1μL/L和0.8μL/L。第二時段,氫氣49.0μL/L,一氧化碳40.2μL/L,二氧化碳、甲烷分別為337.4μL/L和103.2μL/L,乙烯、乙烷和乙炔分別為224.6μL/L、31.9μL/L、0.8μL/L。第三時段氫氣86.0μL/L,一氧化碳56.8μL/L,二氧化碳、甲烷分別為465.2μL/L和170.7μL/L,乙烯、乙烷和乙炔分別為326.6μL/L、67.6μL/L、0.9μL/L。總烴分別為0.8、360.5、565.8。

從數(shù)據(jù)結果看出,總烴類氣體含量呈明顯上升趨勢,且超出標準值范圍。但乙炔成分較低,一氧化碳和二氧化碳與標準值相近,可說明其存在著過熱故障問題。相關分析后,得出產(chǎn)生過熱故障的原因為磁回路故障、導電回路故障或油道堵塞這三種。之后通過電氣試驗對存在的故障種類予以最終確定。在鐵芯接地時,電流值在8安左右,不會對變壓器負載帶來任何影響,說明該值是因鐵芯節(jié)點過多導致的。之后通過外部接地傳入電阻的方式,將電流值控制在0.1安左右,經(jīng)一段時間觀察后,發(fā)現(xiàn)兩端電這壓下降,可確定焊渣被油流沖開。

4 變壓器過熱故障檢測方法

4.1 繞組直流電阻檢測 該方法主要是利用電橋?qū)崿F(xiàn)繞組直流電阻檢測。在檢測中,可結合實際情況,選擇檢測對象,如檢測相電電阻或檢測繞組直流電阻,通過觀察相間阻值的平衡性,來確定是否存在短路問題。

4.2 空載損耗及空載電流檢測 該檢測主要是對氣體與電流間的密切性實行檢測,結合最終檢測結果來判斷故障位置。在檢測中,氣體增量較大,說明磁回路存在故障,反之則是導電回路存在問題。

4.3 潛油泵及相關附件的狀態(tài)檢測 利用紅外測溫儀對潛油泵及相關附件實行溫度檢測,確定故障所在區(qū)域。該檢測方式具有精準度高的優(yōu)勢,便于后期維修工作的開展。

5 過熱故障判斷

5.1 分接開關電接觸性熱故障 該故障產(chǎn)生的原因有：開關主接頭位置不準確、引線松動、觸頭燒毛、調(diào)壓開關觸頭基礎壓力不足、存在滑檔及滲油問題。在確定故障原因時,一般利用油色譜及自流電阻試驗等方式,確定其中的總烴含量,電阻相位平衡性情況,判斷故障原因。

5.2 繞組故障 繞組故障屬于低溫過熱故障的一種,由于溫度較低,其運動速度緩慢,含烴量不高,不過一氧化碳和二氧化碳的變化相對較大,所以需要利用直流電阻、絕緣電阻試驗完成檢測。

5.3 漏磁通引起的過熱故障 漏磁通是變壓器出現(xiàn)負載電流后繞組周邊產(chǎn)生的刺痛。一般會利用油色譜或紅外測溫儀檢測其產(chǎn)生的溫度變化,找出故障點,并加以解決。

5.4 鐵屑多點接地、結緣短路故障 變壓器運行中,鐵芯通常都是一點接地,當其出現(xiàn)兩點或多點接地后,因電位不均勻,極易形成環(huán)流,進而產(chǎn)生過熱故障。該類故障可通過測試鐵芯外引接地電流的方式來判斷故障位置。如果外引接地電流較大,且與變壓器負載之間無任何影響,則說明故障是由于鐵芯多點接地引起的；如果電流為0,則可能是由于短路引起的,這時需要停電檢查。

5.5 零序磁通引起的局部過熱 該故障與漏磁通故障都是由于局部過熱產(chǎn)生的。只不過該故障是主磁路周圍存在局部過熱,二者形成方式不同。

5.6 油道堵塞及潛油泵磨損 油箱中異物較多會直接堵塞油道,導致局部散熱不良,進而出現(xiàn)過熱故障。而潛油泵磨損主要是由于金屬粉過多堆積,摩擦阻力增大,雖然故障帶來的影響不是十分嚴重,但仍需加以關注。

6 結語

變壓器過熱故障產(chǎn)生的原因有很多,通過油色譜與電氣試驗結合的方式,能夠全面掌握故障產(chǎn)生原因及故障區(qū)域,進而為檢修及維護工作提供可靠數(shù)據(jù),加強檢修精準性。