1、引言
变压器是发电企业主设备之一,它的正常与否直接影响机组安全运行。油中溶解气体含量是进行变压器状态评估的重要参数。本文中笔者介绍了一起某发电企业500kV变压器油中乙快含量间歇性增长,通过油色谱、局放试验等手段,进行故障预判,返厂检修解决缺陷。
2、设备介绍
变压器型号为SZ-39MVA/500,额定电压为530/6.3/3.1(kV),联结组标号为YNyn0(d),分别是高压绕组、低压绕组和内置平衡绕组,额定容量为39000/39000/13000(kVA),2005年制造,油重56t。变压器运行方式如图1所示,39MW装机容量的光伏通过变压器并网,变压器与火电厂用电之间的断路)常处于断开状态,只有当火电机组的主变停电 时,才临时用变压器给厂用电供电。
有载分接开关型号为UCL,组合式分接开关,切换部分在独立油室内,分接选择部分在变压器本体油内,总共有17个分接#
3、事件简述
变压器自2005年投运以来,没有进行大修,有(分接开关一直处于13分接,未曾切换挡位。从2020年10月1日,变压器出现乙妹,乙妹含量持续增长#至10月13日,乙A达到1.27NL/L,首次超过 DL/T722-2014(变压器油中溶解气体分析和判断导 则》规定标准注意值1.0!L/LL,2021年5月15日, 乙妹含量增长至12.77!L/L,变压器停运,返厂检修#以2020年10月1日为第一天,油中乙烘含量 随时间的变化图如图2所示#
乙妹的增长主要分四个阶段,如图2所示,第一阶段乙妹增长率为2.2mL/d,第二阶段乙妹增长 率为3.07,第三阶段乙焕增长率为7.87mL/d,第四 阶段乙A增长率为24.49mL/d,超过DL/T 722-2014《变压器油中溶解气体分析和判断导则》规定标准 封闭式变压器乙妹增长率注意值0.2mL/d,而且乙妹增长速率加快,表明变压器故障呈现恶化趋势0 6 组典型油色谱数据如表1所示#
变压器停运后,开展电气试验,常规电气试验 包括绕组绝缘电阻、绕组直流电阻、绕组电压比、绕 组介质损耗角正切值、套管的介损和电容,均合格# 开展局放试验,在A、B、C三相在1.3U"!局=试 验时,局放量均约2000pC,超过DL/T 596-1996《电力设备预防性试验规程》规定的300pC,典型局放波形见图30
A、B、C三相局放均超标,从油色谱数据中可看出,H2和C2H2占主要成分,CH4和C2H4含量较低,根据特征气体法判断内部为放电故障,不存在过热现象;三比值法编码为2 0 1或2 0 2,判断故障类型为低能放电;乙妹增长呈现间歇性,初步判断为间隙性的火花放电;CO2/CO比值为17-21,远大于3,初步判断故障不涉及固体绝缘材料;根据以上分析,初步判定为间歇性裸金属放电,如铁心磁路故%、夹件地电位放电、分接开关等#
4、检修过程
4.1、器身检查
变压器返厂检修,切割箱沿吊罩,铁心外观平整情况,上、下铁l的上下表面,铁心的4个外角, 尖端未发现搭片现象#片间未发现短路、变色或放 电烧伤痕迹等异常情况,变压器铁心、夹件接地绝 缘电阻正常$检查各拉螺杆、拉带螺杆接触良好绝 缘件未发现损伤现象$铁心A相低压侧上l上部一根拉螺杆松动,但未有放电痕迹$其他拉螺杆紧固 紧实,未发现异常$上部压板、夹件支板绝缘、器身垫块未发现脱落和明显破损现象;器身绝缘压板完 整,无破损和裂纹,绕组压紧状态良好。引线固定检查,高、低压引线绝缘未发现异常损伤和过热变色等现象,可见区域内绝缘支架和环氧螺杆紧固未发 现明显松动等异常$引线对铁心、夹件各部位电气距离正常,引线固定牢固未发现异常$高、低压引出线端子表面平整,外观未见异常
4.2、分接开关检查
绕组和分接开关的引线可见部分未发现异常$ 引线端子和开关触头连接正常,开关自身过渡电阻 连线紧固正常$分接开关油室内部清洁,未发现异常$操纵机构挡位13和上部齿轮盒13 一致$变压器长时间在13分接运行,分接开关选择部分的两个动触头长期和定触头4和5接触。检查发现动触 头和定触头5正对搭接,接触良好,如图4所示$分 接开关调节从单数-双数的传动轴旋转圈数为12.7圈,双数-单数的圈数为16圈$动触头和4定触头A、B相接触不到位,搭接约1/4,未完全接触,但表面都未见明显放电或过热痕迹,如图5所示$动触头和4定触头C相未搭接,有黑色物质,疑似放电痕迹,如图6所示$
用万用表对动触头和定触头4的A、B、C三相 间接触电阻进行测量,A相电阻为0.2Q,B相电阻 为0.1Q,C相电阻无穷大,如表2所示$将动触头和4C定触头分开,擦拭触头表面的黑色物质,再次对触头4C,进行检查,发现放电溶蚀坑!约宽度!mm,长度12mm,深1mm,如图7所示,动触头未见异常。
5、故障原因分析
变压器运行在13分接,选择部分两组动触头和定触头接触,按照变压器铭牌信息,13分接时动 触头和定触头5连接,定触头5载流,备用动触头和定触头4连接,分接开关信息如图8所示。
有载分接开关型号为UCLRN 380/600m ,接线原理图如图9所示,红色部分代表启备变在13挡运行时,电流的流过的路径,电流通过高压绕组——切换部分X定触头—选择部分动触头V——选择部分定触头5调压绕组——中性点,触头5电流约44.72A,触头4未直接载流%定触头4存在电位为3.837V,由于C相的动触头H和定触 头4未接触,C相的动触头H处于悬浮状态。由于动、定触头之间存在电位差,发生放电,烧蚀该部位,同时裂解油产生乙快气体。局放试验时由于C相的动触头H和定触头4之间存在放电,所以能检测到较大的局放量。
6、现场处理情况
将4C定触头的进行打磨处理。拆除垂直操作杆与控制箱的固定螺栓,调整有载分接开关挡位切 换时,操纵杆的旋转圈数,调整后单数挡位切换至 双数挡位时,旋转10.2圈,符合分接开关厂家分接 开关单-双的10.2±1的要求。调整后双数挡位切换 至单数挡位时,旋转11.4圈,符合分接开关厂家分接开关双-单的11.4±1的要求0处理后,动触头和定 触头4接触良好,如图10所示。
将分接开关电动调节从挡位1连续正切换调 节至挡位17,然后再反切换调节至挡位1,使用内 窥镜观察选择部分A、B、C三相的动触头和定触头接触良好。开展局部放电试验、有载分接开关过渡 电阻和过渡波形试验、绕组的直流电阻、绕组的电(比试验!数据均合格。
7、结论
变压器吊罩检修处理后投运!O行正常。通过吊罩,内窥镜检查和电气试验分析!确认此次乙间歇性增长的原因是有载分接开关选择部分的动触 头和定触头接触不好!存在电位差!造成的间歇性放电"通过调整切换分接开关时传动杆旋转圈数!有效的解决此问题!避免D因长时间放电造成本体油劣化!故障进一步扩大的风险。