35kV煤窑沟变主变轻瓦斯动作故障分
析处理及探讨
吐鲁番电业局变电检修工区
油务试验班
王晓瑜 联系电话[1**********]
35kV煤窑沟变主变轻瓦斯动作故障分析处理及探讨
吐鲁番电业局 王晓瑜
【摘要】针对一起主变轻瓦斯动作故障,在油色谱数据分析的基础上,利用高压试验直流电阻测试和绝缘油色谱分析对故障原因进行了分析论证。通过对变压器吊芯检查,得出故障原因是主变无载分接开关静触头螺丝松动、接触不良，导致设备内部高温过热故障。
【关键词】变压器;色谱分析;分接开关；过热故障;原因;危害;结论
1、前言
在电力系统中，油浸式电力变压器气体继电器保护是一种最基本的保护措施。变压器在运行中,由于多种原因发生轻瓦斯继电器频繁动作，我们应在最快的时间内找其原因，恢复设备正常运行。轻瓦斯动作的原因:一是因滤油、加油或冷却系统不严密，以致空气侵入变压器内部；二是温度下降或漏油导致油位降低；三是变压器内部存在故障产生少量气体;四是二次系统发生故障误发信号；五是由于发生穿越性短路而引起动作。不管是哪种原因,都必须立即进行分析处理.，防止故障进一步发展。
2、故障实例
35kV煤窑沟变2＃主变型号为S9—5000/35，额定容量为5000kVA，2006年6月出厂投运，新疆特变电工生产。设备运行期间健康状况良好，定期电气试验正常，油色谱分析试验数据呈缓慢上升趋势，但增量不大。2011年7月06日常规取样分析时发现2#主变总烃增长较快，色谱分析数据如下：
表1 跟踪色谱分析异常数据
就一般而言，变压器内部存在潜伏性故障可分为过热和放电两大类，分析上述表中色谱追踪数据变化情况，可以看出C2H2含量微弱，首先排除变压器内部存在放电故障；其次CO、
CO2含量数值稳定，说明固体绝缘材料没有局部过热现象；从表中明显得出CH4、C2H4二者之和为总烃的80%以上，怀疑设备内部存在裸金属过热故障。
通过几个月的跟踪分析，基本上可以判断设备内部存在热性故障，但增长较缓。由于11月份吐鲁番煤窑沟镇用电负荷突然增加，导致35kV煤窑沟变2#主变满负荷运行。2011年12月3日35kV煤窑沟变2#主变轻瓦斯继电器突然动作，频繁发信.为了初步判断故障情况，油务人员立即到位现场，检查瓦斯继电器内部聚集气体的可燃性，当日取气为灰白色，可燃气体，特征为变压器内部故障所致。因此进一步取样色谱分析，试验数据如下：
表2 轻瓦斯动作色谱分析数据
根据主变负荷与气体的关系，产气速率随负荷增长而增大。综合分析，认为变压器内部存在严重热性故障，而且发展迅速，应采取必要的措施，尽快安排对该主变进行吊芯检修，查明故障原因和故障部位，并严禁主变过负荷运行。
2011年12月05日主变吊芯检查，检修人员进行了设备外观检查和现场高压试验直流电阻测试数据如下：
表3 主变三相直流电阻测试数据
直流电阻测试是变压器故障后的重要检查项目。通过试验数据可以发现高压侧的直流电阻平衡率严重超标，因为设备2档为运行档位,因此从以上实验数据可以明显的发现2档互差值已经严重超过了规程规定的“线间差别不应大于三相平均值2%”的要求.
3、故障分析判断
1）利用故障特征气体分析判断
绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物，依据设备故障能量的大小和不同，不同的故障类型绝缘油裂解产生的主要特征气体和次要特征气体组分也不同。如果设备内部的热量只引起绝缘油的分解时一般称为裸金属过热。它包括分接开关接触不良；引
线和分接开关的连接处焊接不牢；铁芯多点接地或局部短路等。油中气体的特征是，烃类含量相应增多，其中甲烷和乙烯占总烃含量的主要成分，当故障点温度较低时，甲烷所占比例较大，随着温度升高，乙烯比例有所增加。此外，氢气也会急剧增高，但没有烃类气体速度迅速，当严重过热时也会产生少量乙炔含量，但不超过总烃的6%。因此，初步判断设备内部存在严重过热故障。
4、过热故障危害
电力变压器局部过热故障包括裸金属过热、固体绝缘材料过热和设备长期低温过热等，在电力变压器的故障中，此类故障占很大比例。内部过热缺陷对安全运行危害极大，如果不能及时被发现和处理，必然导致缺陷逐步扩大，热点常会从低温发展为高温，甚至会迅速发展为电弧性热点造成设备损坏事故，一些裸金属热点也常会烧坏铁心夹件螺栓等部件，严重时会造成设备永久性损坏。
5、防范措施
1) 变压器在运行中，轻瓦斯保护信号动作后，应尽快查明原因，并做好记录，对变压器做外部检查并取气体分析，再根据检查结果采取相应的处理措施。
2）从瓦斯继电器中取气体时，观察记录瓦斯继电器内气体的容积后，打开放气阀进行取气体，然后鉴别气体的颜色和可燃性，气体的颜色和可燃性的鉴别应迅速进行，以防有色物质沉淀。
3）对运行年限久的设备应进行统计重点排查，有超标迹象的应缩短检测周期，所以当首次色谱分析发现微小的异常时，都应能够引起足够的重视。
4）引线接触不良的故障,由于绕组内部的处理工艺比较复杂,往往还需要将主变放油和抽真空处理,因此试验人员不要轻易下结论。首先要从外部开始分析,一步步排除可能性，最终找到故障部位。
5）要结合其它的试验项目结果来进行综合判断,比如变压器直流电阻测试。并积累相关工作经验,为油的色谱分析超标处理提供可靠的依据。
6）在发现设备故障初期阶段，应根据故障的危险性，设备的重要性及负荷变化等情况加以特别关注，在实测中还要结合历年试验数据分析结果进行比对，才能更加确切地判断故障、指导生产，保证电网的安全可靠运行。
6、结论
通过对本次35kV煤窑沟变电站2#主变过热故障的发现、追踪、分析、制定排查和处理方案，直到成功消除缺陷的全部过程的总结证明，利用气相色谱法分析油中溶解气体检测充油电气设备内部潜伏性故障，是一种十分有效的手段。当油中故障特征气体分析结果表明可能存在内部故障时，再配合电气试验及其它项目，进行综合分析，全面掌握设备安装、运行、检修等情况，结合电气、化学试验结果进行综合判断，即进行全过程的系统分析。这样不仅有助于故障类型的判断，也有助于对故障部位做出正确的估计。
35kV煤窑沟变主变轻瓦斯动作故障分
析处理及探讨
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吐鲁番电业局 王晓瑜
【摘要】针对一起主变轻瓦斯动作故障,在油色谱数据分析的基础上,利用高压试验直流电阻测试和绝缘油色谱分析对故障原因进行了分析论证。通过对变压器吊芯检查,得出故障原因是主变无载分接开关静触头螺丝松动、接触不良，导致设备内部高温过热故障。
【关键词】变压器;色谱分析;分接开关；过热故障;原因;危害;结论
1、前言
在电力系统中，油浸式电力变压器气体继电器保护是一种最基本的保护措施。变压器在运行中,由于多种原因发生轻瓦斯继电器频繁动作，我们应在最快的时间内找其原因，恢复设备正常运行。轻瓦斯动作的原因:一是因滤油、加油或冷却系统不严密，以致空气侵入变压器内部；二是温度下降或漏油导致油位降低；三是变压器内部存在故障产生少量气体;四是二次系统发生故障误发信号；五是由于发生穿越性短路而引起动作。不管是哪种原因,都必须立即进行分析处理.，防止故障进一步发展。
2、故障实例
35kV煤窑沟变2＃主变型号为S9—5000/35，额定容量为5000kVA，2006年6月出厂投运，新疆特变电工生产。设备运行期间健康状况良好，定期电气试验正常，油色谱分析试验数据呈缓慢上升趋势，但增量不大。2011年7月06日常规取样分析时发现2#主变总烃增长较快，色谱分析数据如下：
表1 跟踪色谱分析异常数据
就一般而言，变压器内部存在潜伏性故障可分为过热和放电两大类，分析上述表中色谱追踪数据变化情况，可以看出C2H2含量微弱，首先排除变压器内部存在放电故障；其次CO、
CO2含量数值稳定，说明固体绝缘材料没有局部过热现象；从表中明显得出CH4、C2H4二者之和为总烃的80%以上，怀疑设备内部存在裸金属过热故障。
通过几个月的跟踪分析，基本上可以判断设备内部存在热性故障，但增长较缓。由于11月份吐鲁番煤窑沟镇用电负荷突然增加，导致35kV煤窑沟变2#主变满负荷运行。2011年12月3日35kV煤窑沟变2#主变轻瓦斯继电器突然动作，频繁发信.为了初步判断故障情况，油务人员立即到位现场，检查瓦斯继电器内部聚集气体的可燃性，当日取气为灰白色，可燃气体，特征为变压器内部故障所致。因此进一步取样色谱分析，试验数据如下：
表2 轻瓦斯动作色谱分析数据
根据主变负荷与气体的关系，产气速率随负荷增长而增大。综合分析，认为变压器内部存在严重热性故障，而且发展迅速，应采取必要的措施，尽快安排对该主变进行吊芯检修，查明故障原因和故障部位，并严禁主变过负荷运行。
2011年12月05日主变吊芯检查，检修人员进行了设备外观检查和现场高压试验直流电阻测试数据如下：
表3 主变三相直流电阻测试数据
直流电阻测试是变压器故障后的重要检查项目。通过试验数据可以发现高压侧的直流电阻平衡率严重超标，因为设备2档为运行档位,因此从以上实验数据可以明显的发现2档互差值已经严重超过了规程规定的“线间差别不应大于三相平均值2%”的要求.
3、故障分析判断
1）利用故障特征气体分析判断
绝缘油是由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物，依据设备故障能量的大小和不同，不同的故障类型绝缘油裂解产生的主要特征气体和次要特征气体组分也不同。如果设备内部的热量只引起绝缘油的分解时一般称为裸金属过热。它包括分接开关接触不良；引
线和分接开关的连接处焊接不牢；铁芯多点接地或局部短路等。油中气体的特征是，烃类含量相应增多，其中甲烷和乙烯占总烃含量的主要成分，当故障点温度较低时，甲烷所占比例较大，随着温度升高，乙烯比例有所增加。此外，氢气也会急剧增高，但没有烃类气体速度迅速，当严重过热时也会产生少量乙炔含量，但不超过总烃的6%。因此，初步判断设备内部存在严重过热故障。
4、过热故障危害
电力变压器局部过热故障包括裸金属过热、固体绝缘材料过热和设备长期低温过热等，在电力变压器的故障中，此类故障占很大比例。内部过热缺陷对安全运行危害极大，如果不能及时被发现和处理，必然导致缺陷逐步扩大，热点常会从低温发展为高温，甚至会迅速发展为电弧性热点造成设备损坏事故，一些裸金属热点也常会烧坏铁心夹件螺栓等部件，严重时会造成设备永久性损坏。
5、防范措施
1) 变压器在运行中，轻瓦斯保护信号动作后，应尽快查明原因，并做好记录，对变压器做外部检查并取气体分析，再根据检查结果采取相应的处理措施。
2）从瓦斯继电器中取气体时，观察记录瓦斯继电器内气体的容积后，打开放气阀进行取气体，然后鉴别气体的颜色和可燃性，气体的颜色和可燃性的鉴别应迅速进行，以防有色物质沉淀。
3）对运行年限久的设备应进行统计重点排查，有超标迹象的应缩短检测周期，所以当首次色谱分析发现微小的异常时，都应能够引起足够的重视。
4）引线接触不良的故障,由于绕组内部的处理工艺比较复杂,往往还需要将主变放油和抽真空处理,因此试验人员不要轻易下结论。首先要从外部开始分析,一步步排除可能性，最终找到故障部位。
5）要结合其它的试验项目结果来进行综合判断,比如变压器直流电阻测试。并积累相关工作经验,为油的色谱分析超标处理提供可靠的依据。
6）在发现设备故障初期阶段，应根据故障的危险性，设备的重要性及负荷变化等情况加以特别关注，在实测中还要结合历年试验数据分析结果进行比对，才能更加确切地判断故障、指导生产，保证电网的安全可靠运行。
6、结论
通过对本次35kV煤窑沟变电站2#主变过热故障的发现、追踪、分析、制定排查和处理方案，直到成功消除缺陷的全部过程的总结证明，利用气相色谱法分析油中溶解气体检测充油电气设备内部潜伏性故障，是一种十分有效的手段。当油中故障特征气体分析结果表明可能存在内部故障时，再配合电气试验及其它项目，进行综合分析，全面掌握设备安装、运行、检修等情况，结合电气、化学试验结果进行综合判断，即进行全过程的系统分析。这样不仅有助于故障类型的判断，也有助于对故障部位做出正确的估计。