220 kV 主变压器油中总烃含量超标的分析及处理

刘秀峰，陈 勇，吴应林

（国网四川省电力公司广安供电公司，四川 广安 638500）

0 引 言

主变压器内部潜在性故障问题出现后，油中气体数量会明显增加。一般而言，故障气并不会对设备安全运行产生大的影响，但是油中含气量较高会制约电气性能，因此需要设备管理部门给予一定重视。

1 案 例

某220 kV变电所，在2014年投入使用2台主变压器。2016年，厂内设备监督部门进行主变压器油色谱分析检测，相应的检测结果正常。2017年，相关部门再次进行主变例行油样抽取色谱分析，发现相比2016年，相应的相比气体增长较为迅速。参数分别为：2016年11月，氢气含量为88.8 μL/L、甲烷含量30.7 μL/L、乙烷含量6.6 μL/L、乙烯含量40.5 μL/L、乙炔为 0 μL/L，总烃 77.8μL/L，总烃相对产气率注意数值为2.701；2017年1月，氢气含量为66.7 μL/L、甲烷含量 91.0 μL/L、乙烷含量 37.8 μL/L、乙烯含量171.8 μL/L、乙炔为0 μL/L，总烃300.6 μL/L，总烃相对产气率注意数值为-5.289；2017年6月，氢气含量为50 μL/L、甲烷含量89.6 μL/L、乙烷含量42.1μL/L、乙烯含量165.4 μL/L、乙炔为0 μL/L，总烃297.1μL/L，总烃相对产气率注意数值为22.01；2017年11月，氢气含量为41μL/L、甲烷含量94.9 μL/L、乙烷含量37.1μL/L、乙烯含量183.9 μL/L、乙炔为0 μL/L，总烃315.9 μL/L，总烃相对产气率注意数值为17.8；2017年12月，相关部门在进行吊罩处理前，对总烃含量中相关气体进行了测定，氢气含量为35 μL/L、甲烷含量83.8 μL/L、乙烷含量31.8 μL/L、乙烯含量160.8 μL/L、乙炔为0 μL/L，总烃276.4 μL/L，总烃相对产气率注意数值为-61.558。

随即进行色谱跟踪分析，总烃相对产气率出现了严重偏差，总烃从77.8 μL/L上升到276.4 μL/L。运行设备油中，溶解气体的相应数值在变化，见表1。

表1 运行设备油中溶解气体的相应数值一览表

结合相应数值不难发现，色谱体系中，总烃含量确实有所增加，且连续几天都明显超出本身的注意数值，一直到吊罩处理工作开始前，总烃含量才逐渐趋于稳定参数体系。结合相关检修部门对设备应用运行现状的分析可知，220 kV主变压器油内部存在异常。

2 220 kV主变压器油中总烃含量超标的分析判定

要对相关问题进行集中分析和判定，就要建立有效的分析框架体系，从根本上寻找产生故障的原因，一定程度上提高分析的最终效果。

2.1 故障判定机制

2.1.1 特征气体法

这是一种结合故障类型产生不同气体分组和判断故障类型的主要机制和做法。在应用具体分析体系过程中，要整合故障类型和特征气体性质进行判定分析，有效得出相应的色谱分析数据[1]。若是色谱分析数据中相应气体数据为零，则能基本排除油中绝缘局部放电或者油中火花放电等故障；若是故障一直存在且影响严重，判定为热故障导致的问题[2]。具体类型见表2。

表2 气体类型

2.1.2 三比值法

对故障进行初步判定后，利用三比值法分析相关情况。对比分析相应气体的比值，主要是阐释ab、ca、bc，判定故障后，有效制定相应的处理对策。具体操作中，相关技术人员要对高压第一、二、三、四、五档等进行综合分析。不仅要对相应三相电流电阻进行判定，也要对误差历史进行合理性处理。其中，只有高压第一档是相结构，且相误差为0.263。另外，操作人员要对中压额定档进行判定，并且要合理分析低压第一、二、三档，其中低压第一档是相结构，相误差为1.024。综合判定相关数据后发现，乙烷和氢气的比例在0.1～3，其中0.1是乙烯的含量，且乙烯和乙烷的比例在3之上，能判定出比值编码，从而分析整个故障问题应该是高温过热。具体依据见表3。

表3 故障判定分析数据依据一览表

2.2 220 kV主变压器油故障原因分析

制定有效的处理机制和故障排除措施，要有效分析相应原因，合理整合高温过热的问题，确保能提高故障处理的时效性。

2.2.1 接触不良问题

在220 kV主变压器油集中管理的过程中，因为变压器是220 kV自耦变压器，设备本身不设有载分接开关。基于此，在实际应用过程中，无需对无励磁分接开关接触过程和引出线软连接过程进行判定。结合相关人员对具体数值的收集结果进行判定，整个设备处于直流电阻三相平衡状态，相应误差也被约束在允许范围内。因此，能有效排除分接开关故障和引线基础不良故障，一定程度上判定最终的处理应用措施。

2.2.2 设备铁心多点接地问题

结合相关调研数据不难发现，相对2016年的数据参数，2017年进行测试后，无论是高压试验铁芯数据，还是夹件绝缘电阻试验数据，变化参数都不是非常大，尤其是铁芯绝缘电阻的参数为1300 MΩ，说明在220 kV主变压器内部不存在多点接地的问题。

2.2.3 常见漏磁发热问题的两种基本表现形式

一方面，漏磁通会沿着金属件进行导通处理，尤其是在漏磁通较为集中的位置，会出现发热现象。另一方面，漏磁通是设备穿过铁芯后紧固结构金属件形成的体系。要想合理判定实际情况，要对油箱内闭合回路进行判定，尤其是回路中的感应环流。漏磁通回路中，一些部位的金属结构件界面若是出现突然缩小的问题，会导致磁通密度增大，甚至会形成感应涡流，使整个设备出现发热现象。

2.2.4 设备出现铁芯片间短路问题

若是220 kV主变压器油中总烃含量超标，会出现铁芯过热的现象，严重影响整体的安全性和运行稳定性。因此，需要相关技术部门了解故障，并且优化处理机制。

3 220 kV主变压器油中总烃含量超标的检查和处理

对220 kV主变压器进行集中分析后，要想合理解决总烃超标的问题，要结合实际情况进行全面处理和分析，有效约束具体判定机制，针对相应问题建立对应的处理机制，确保能集中验证具体情况。本案例中，技术部门对吊罩进行检查，发现C组绕组出现了端部引线处理不当的问题。整个设备运行过程中出现了电弧痕迹，长度为45 mm、宽度为30 mm、厚度为2mm。结合相应的数据和缺陷问题，能对实际情况进行判定，且绕组引线绝缘结构也存在击穿放电的现象，使得铝箔层出现了压层烧熔的现象，椭圆锥体不能有效形成良好的运行状态。需进行色谱追踪和现场设备验收监督管理处理，结合实际情况判定具体的故障问题。

判定实际问题后，技术部门要积极制定有效处理机制，合理避免后续造成的安全隐患。针对漏磁发热造成的螺栓平垫发黑，技术部门要整合具体应用环境和参数，确保处理效果更加突出。因为现场没有相应的不锈钢螺丝，因此要采取上下夹件和侧梁连接位置油漆刮除的方式，合理提高处理效果和综合水平。

4 结 论

在案例中对220 kV主变压器油中总烃含量超标故障进行系统化分析和判定，提出了相应的故障处理机制。在推断出漏磁发热问题后，对缺陷情况进行处理和管控，有效分析故障，提高故障维护和设备运行安全性水平。