500kV某站#1主變A相油中含微量乙炔分析

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局 李偉明

1 基本概況

500kV 某站#1 主變A 相，其額定電壓為500kV，型號(hào)為SUB，投產(chǎn)的日期為2000年1月份。

2 500kV某站#1主變A相數(shù)據(jù)對比分析

2.1 油色譜試驗(yàn)歷史數(shù)據(jù)對比分析

結(jié)合500kV某站#1主變A相油試驗(yàn)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析。

該主變自2000年1月投運(yùn)，至今已運(yùn)行20年，期間共出現(xiàn)過7 次乙炔含量較明顯的異常變化。乙炔含量變化時(shí)間段如下。

2006年5月首次發(fā)現(xiàn)油中乙炔含量為0.19μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，經(jīng)過1年多時(shí)間運(yùn)行檢測，乙炔含量下降至0（#1 主變溫度表曾于2006年2月21日做停電定檢試驗(yàn)）。

2008年6月再次檢測到油中乙炔含量為0.18μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，2008年12月檢測到油中乙炔含量升至0.2μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴不高，經(jīng)過1年多時(shí)間的運(yùn)行檢測，乙炔含量下降至0（#1 主變溫度表曾于2008年3月23日做停電定檢試驗(yàn)，#1 主變曾于2008年10月21至28日有停送電操作）。

2012年3月再次檢測到油中含乙炔0.33μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，經(jīng)過1年多時(shí)間運(yùn)行檢測，乙炔含量下降至0（#1 主變曾于2012年2月13至14日有停送電操作。

2014年11 月再次檢測到油中含乙炔0.16μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，經(jīng)過1年多時(shí)間運(yùn)行檢測，乙炔含量下降至0（#1 主變曾于2012年8月31日有停送電操作）。

2016年1月再次檢測到油中含乙炔0.11μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高；2016年4月主變更換防爆閥對本體油真空過濾處理，油中氣體組分含量較小，乙炔含量為0（#1主變曾于2015年12月16至17日有停送電操作）。

2017年8月再次檢測到油中含乙炔0.18μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，經(jīng)過1年多時(shí)間運(yùn)行檢測，乙炔含量下降至0（#1 主變曾于2017年6月15至29日有停送電操作。

2019年3月20日再次檢測到油中含乙炔0.94μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴也不高，經(jīng)跟蹤試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乙炔含量在逐漸減少并趨于穩(wěn)定（#1主變曾于2019年3月4至10日有停送電操作）。

最近一次2020年7月27日離線取樣檢測到油中乙炔含量下降至0.15μL/L，其他烴類氣體組分含量和總烴穩(wěn)定，經(jīng)跟蹤試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乙炔含量逐漸減少。且查看近年來的運(yùn)行操作記錄發(fā)現(xiàn)每次重新檢測到乙炔之前一段時(shí)間內(nèi)，#1主變均有停送電操作。

2.2 #1主變停送電操作與乙炔含量變化關(guān)系分析

500kV 某站#1 主變停送電操作記錄對比如表1所示。

表1 500kV某站#1主變停送電操作記錄對比

由表1可知，在完成主變送電操作后的絕大部分次數(shù)中乙炔含量會(huì)發(fā)生變化，并且每次發(fā)生乙炔變化的時(shí)間段前期均有停送電操作。

2.3 在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與離線取樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析

對同區(qū)間時(shí)間段內(nèi)的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，#1主變A相油在線監(jiān)測裝置基本信息如表2所示。

表2 #1主變A相油在線監(jiān)測裝置基本信息

在線監(jiān)測數(shù)據(jù)僅能夠提取到2018年5月6日至2020年7月23日期間數(shù)據(jù)，將此區(qū)間內(nèi)在線與離線油色譜數(shù)據(jù)作對比分析。電科院生產(chǎn)監(jiān)控指揮中心系統(tǒng)數(shù)據(jù)目前在II 區(qū)運(yùn)營，系統(tǒng)只能獲取分區(qū)改造后2019年9月至今的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)由系統(tǒng)后臺(tái)維護(hù)廠家獲得2018年5月至2019年4月數(shù)據(jù)，2019年護(hù)網(wǎng)期間（2019年5月-2019年8月）省監(jiān)控平臺(tái)關(guān)停無法獲得數(shù)據(jù)。2018年5月至今在線監(jiān)測月度的乙炔含量平均數(shù)據(jù)為：2018年5月～2019年2月乙炔含量為0；2019年3月乙炔含量為1.357μL/L；4月乙炔含量為1.234μL/L；5月乙炔含量為0.700μL/L；6月護(hù)網(wǎng)演習(xí)；7月乙炔含量為0.703μL/L；8月乙炔含量為0.699μL/L；9月乙炔含量為0.695μL/L；10月乙炔含量為0.702μL/L；11月乙炔含量為0.700μL/L；12月乙炔含量為0.703μL/L；2020年1月乙炔含量為0.700μL/L；2月乙炔含量為0.699μL/L；3月乙炔含量為0.702μL/L；4月乙炔含量為0.700μL/L；5月乙炔含量為0.655μL/L；6月乙炔含量為0.500μL/L；7月乙炔含量為0.500μL/L。

對比離線色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)及當(dāng)日在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)#1 主變A 相油在線監(jiān)測裝置的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差大，已超出±30%的合格范圍，但其乙炔含量變化趨勢同離線色譜數(shù)據(jù)變化趨勢基本吻合[1]。

在線監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示該主變乙炔含量在2019年3月突增。2019年3月15日10 時(shí)58 分，在線監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：氫氣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、總烴12.64μL/L。在線監(jiān)測于3月15日發(fā)現(xiàn)乙炔含量異常。2019年3月20日現(xiàn)場取樣做離線色譜分析，乙炔含量0.94μL/L，總烴含量12.20μL/L，其中乙炔含量接近注意值1μL/L。經(jīng)查近期#1主變停送電記錄，主變于2019年3月4日停電，3月10日16:55復(fù)電，在線監(jiān)測裝置3月15日10:58（主變送電4d 后）監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示乙炔含量異常，檢測數(shù)據(jù)稍滯后，但及時(shí)發(fā)現(xiàn)主變油中組分含量異常，成功預(yù)警[2]。

具體離線色譜（乙炔）數(shù)據(jù)與在線數(shù)據(jù)對比如表3所示。

表3 離線色譜（乙炔）數(shù)據(jù)與在線數(shù)據(jù)對比

2.4 負(fù)荷、溫度與乙炔含量對比分析

500kV 某站#1 主變A 相油溫55°啟動(dòng)風(fēng)扇，油溫65°啟動(dòng)油泵，油溫達(dá)到80°發(fā)報(bào)警信號(hào)，冷卻器全停后油溫90°報(bào)警跳閘；繞組溫度65°啟動(dòng)風(fēng)扇，繞組溫度75°啟動(dòng)油泵，繞組溫度達(dá)到110°發(fā)報(bào)警信號(hào)，冷卻器全停后繞組溫度115°報(bào)警跳閘。對比同區(qū)間內(nèi)的歷史負(fù)荷、溫度進(jìn)一步分析。從系統(tǒng)中提取到2014年1月～2020年7月期間的每月變高側(cè)運(yùn)行電流日最大值及當(dāng)月油溫最大值等數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析其對油中乙炔含量的影響。

主變油面溫度同運(yùn)行負(fù)荷的變化曲線基本一致。#1 主變A 相非電量定值油溫65°啟動(dòng)油泵，繞組75°啟動(dòng)油泵，經(jīng)分析附表中2014年至今每月油溫及繞溫最大值可知油泵啟停時(shí)間，經(jīng)與乙炔含量變化時(shí)間比較對比，得知潛油泵啟停對主變油中乙炔含量變化無影響。經(jīng)乙炔變化趨勢對比可以發(fā)現(xiàn)乙炔含量突然增加然后降低，這種現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)，通過比較乙炔的各個(gè)增長周期與負(fù)荷、油溫情況，沒有發(fā)現(xiàn)季節(jié)性特征。

3 分析結(jié)論

通過分析油中溶解氣體組分異常含量及上述對比分析，可得以下結(jié)論。

一是油中溶解氣體組分含量中作為過熱指標(biāo)的乙烯為低濃度，因此認(rèn)為過熱的可能性低，特征氣體為乙炔和氫氣，但含量不是很高，有可能是發(fā)生了微小放電；CO2與CO 比值在3 以上，且含量不高，沒有因?yàn)橐胰餐辉龆黾?，因此認(rèn)為沒有涉及固體絕緣故障。

二是油中溶解氣體組分和含量及變化的情況判斷設(shè)備內(nèi)部不存在持續(xù)性故障點(diǎn)。送電時(shí)的操作過電壓引起了變壓器內(nèi)部某一局部區(qū)域內(nèi)的電場強(qiáng)度變化，導(dǎo)致油中火花放電產(chǎn)生乙炔，乙炔含量經(jīng)過油循環(huán)被固體絕緣吸附和稀釋慢慢減少[3]。

三是油色譜在線監(jiān)測數(shù)據(jù)情況說明在線監(jiān)測有效地監(jiān)測到氣體含量變化，但時(shí)間上存在滯后。

4 建議及措施

建議對500kV某站#1主變A相進(jìn)行吊罩或進(jìn)油箱檢修，在檢修前持續(xù)跟蹤，加強(qiáng)運(yùn)維巡視。

一是加強(qiáng)對#1 主變A 相運(yùn)維，監(jiān)測變壓器投退、潛油泵啟停、變壓器運(yùn)行聲音、負(fù)荷及油溫變化等情況。

二是#1 主變?nèi)缬型Ｋ碗姴僮?，請及時(shí)告知試驗(yàn)所，將于主變送電后1d及3d安排現(xiàn)場取油樣試驗(yàn)，觀察其油樣變化。

三是對#1主變A相每天監(jiān)視油在線數(shù)據(jù)的變化情況，若有上升趨勢時(shí)，立刻進(jìn)行離線取樣色譜試驗(yàn)。

5 結(jié)語

在電力系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)定期對電力設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)檢測，避免因?yàn)樵O(shè)備故障造成重大的安全隱患導(dǎo)致發(fā)生重大的安全事故。變壓器設(shè)備的質(zhì)量是保證變壓器穩(wěn)定運(yùn)行的前提，所以應(yīng)當(dāng)引起重視，保證電力設(shè)備正常運(yùn)行，保障人們的用電安全。