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一起500 kV变压器乙炔含量超标问题的原因分析与处理

更新时间:2009-03-28

1 概述

保北500 kV变电站1号主变压器压器型号为ODFPSZ-250000/500;额定容量为250/250/60 MVA;额定电压为500//230/±8×1.25%/36;投运日期为1997年8月。

2015年1月4日,保北500 kV变电站1号主变压器压器V相油在线检测装置报警乙炔含量超标(5.47 μL/L)。河北省电力有限公司检修分公司迅速做出反应,对故障变压器进行检测。首先排除了在线监测的误发信号问题,现场取油化验分析结果为乙炔含量4.88 μL/L,确定1号主变压器压器V相本体绝缘油乙炔含量超标,U、W相油中溶解气体含量合格。更换前该主变压器压器继续运行到2月4日,在此期间设备运行正常,乙炔含量保持平稳状态。

失误1:在解题时虽然知道问题1的结论,但是对于梯形却不知道添加辅助线(如图11、12),构造成问题1中的三角形,导致失分.

2 试验及检测分析

2.1 常规试验

对该主变压器压器进行常规试验,高压、中压、低压三侧各项指标均显示正常,证明低压绕组变形未对电容量、介质损耗、绝缘电阻等参数造成明显影响。

2.2 绕组变形试验

发现乙炔后增加了绕组变形试验(频率响应法),将本次试验结果与2011年试验结果进行比对,见图1。

通过拆包检查,验证了频响曲线波形的结论和油在线监测装置的判断正确性。短路电流使低压绕组变形,绝缘损伤,绝缘强度降低后绕组内部出现了高能电弧放电,并导致气体含量超标。

经各方专家会议讨论,结论为变压器内部存在高能放电过程,建议安排返厂大修。设备运行单位对该变压器进行了停电更换,返厂解体后发现低压绕组发生变形,表面产生了约50 mm的突起。该主变压器重新投入后运行正常。

  

图1 保北1号主变压器压器V相试验曲线对比

低压侧低频、中频的频响曲线及相关系数数值均显示正常范围,但高频频响曲线(600 kHz~1 MHz)出现较为明显波动(图中黄色方框区域),其相关系数数值(0.32)明显低于正常值0.6。由此可以推测绕组对地电容发生了改变,导致频响特性曲线在高频段谐振发生明显变化。其根本原因可能是低压绕组整体位移或严重形变。

2.3 油化及油在线监测数据分析

2015年 5月11—12日对该主变压器进行了拆解。除低压绕组外,其他绕组及其绝缘状态良好,器身外观、器身压紧状态良好。主变压器压器低压绕组有较严重的自由翘曲变形;变形部位导线匝绝缘破损、铜导体裸露;低压绕组内侧导线绝缘、撑条和纸筒有放电碳化物痕迹,绕组内径侧两根导线有损伤痕迹。

 

表1 试验对比结果 μL/L

  

根据三比值法进行分析两组数据的编码组合:在线监测,C2H2/C2H4 为1,CH4/H2为2,C2H4/C2H6为0;实验室,C2H2/C2H4 为1,CH4/H2为2,C2H4/C2H6为0。

 

检测方式 氢气 甲烷 乙烷 乙烯 乙炔 总烃 一氧化碳二氧化碳在线监测13.624.64.332.63 5.537.06 920 3 624实验室 11.9613.023.392.524.8821.81649.572 191.25

a. 变压器出口加装限流电抗器,降低变压器的短路电流;站内更换爬距较大的防污瓷瓶或涂刷防污闪涂料,主变压器中、低压侧出线尽可能加装绝缘热缩套,从根源上防止对主变压器的短路冲击。

2.4 解体检查验证

以发现乙炔后第1次实验室测试数据与同时段在线检测数据为例对二者进行比对,比对结果见表1 。

高压、中压侧频响曲线与2011年重合度较高,且其高、中频段所显示的频响相关系数数值均在正常范围内。

2.5 结果分析

根据对解体后的主变压器低压绕组的详细检查,结合该主变压器的运行检修记录,经过相关技术人员的研究讨论,做出以下放电过程的推断:由于之前的2次低压侧短路故障,该主变压器压器低压绕组存在变形情况,绝缘有破损,但未达到放电的条件;2014年12月底进行的主变压器检修预试工作,各项试验数据均显示主变压器运行正常。此次检修对油枕进行了更换,可能在油枕的更换过程中有少量细小颗粒物进入变压器箱体;由于低压绕组发生形变,绕组顶部的绝缘纸板不能完全遮挡低压绕组,进入主变压器的颗粒异物随油流进入主变压器的低压绕组油道内。

3 处理措施及效果

根据奥斯本检核表法,可从能否他用、能否借用、能否改变、能否扩大、能否缩小、能否代用、能否调整、能否颠倒、能否组合9个方面对高中生物学教材中现有的实验方案进行检核,提出新的实验思路和方案。

4 建议

在线监测装置所得数据分析的故障类型为电弧放电兼过热,实验室油化数据显示的故障类型也为电弧放电兼过热。虽然在测量的精确程度上有在线监测仍有待提高,但判断的故障类型二者仍具有较高的吻合性,并且作为第一时间发现乙炔产生的检测手段,在线监测装置发挥了重要的作用。

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b. 加强对发生过短路冲击的主变压器的情况排查,进行绕组变形试验,确保主变压器安全运行;对没有遭受短路冲击的主变压器做好绕组形变普测工作,为今后的试验提供依据。

c. 加强对在线监测装置的管理与使用,尤其是重要变电设备的在线检测装置,需要有专人定时进行数据与设备的检查。

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张锐,冯鹏森,张紫云,杜超
《河北电力技术》 2018年第01期
《河北电力技术》2018年第01期文献

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