220kV变压器油色谱超标原因分析及处理措施

河北电力技术

HEBEI ELECTRIC POWER 第38卷 第4期 2019年8月

220 kV变压器油色谱超标原因分析及处理措施

孙蓟光，孙江波

（河北国华定州发电有限责任公司，河北　保定　073000）

针对220 kV启动备用电压器油氢气、总烃及乙炔超标现象进行原因分析，介绍处理变压器异常的试验过程，以及变压器摘要：

放油检查、吊罩检查和缺陷处理的情况，为今后变压器运行中类似问题的处理提供借鉴。关键词：启备变压器；绝缘油色谱分析；缺陷处理

TM855　　　文献标志码：B　　　文章编号：中图分类号：（2019）1001-9804-0047-04

Cause Analysis and Treatment of 220 kV Transformer Chromatogram

Exceeding Standard

SUN Jiguang，SUN Jiangbo

（Hebei Guohua Dingzhou Power Generation Co., Ltd., Baoding 073000, China）

Abstract: In this paper, the causes of excessive hydrogen, total hydrocarbons and acetylene in 220 kV start-up standby future operation of transformer.transformer oil are analyzed, the test process of handling transformer abnormal is introduced,and including the transformer oil drain inspection, lifting hood inspection and defect treatment, provides reference for handling similar problems in the

Key words: start-up standby transformer;oil chromatographic analysis;defect treatment某电厂二期工程为2台660 MW机组，分别于2009年9月和2009年12月投产，启动备用变压器（简称型号为SFFZ-63000/220，调压方式为“启备变”）有载调压，出厂日期为2008年2月，其中，有载开关型号为MⅢ-350Y-72.5/C-10193WR，出厂日期为2007年。

烃体积分数为达到390.55 µL/L，乙炔体积分数达到282.72 µL/L，乙炔的体积分数远远超过标准注意值，较上一年度试验结果明显增长。

本体油耐压试验结果55 kV，有载开关油耐压试验结果42 kV，均满足规程要求。当日取油样进行复试，试验结果前后偏差不大，排除试验过程的影响。

2号启备变投运后带电测试及停电试验都没有发现异常，缺陷发现前，天气良好，无线路及母线跳闸故障发生，启备变无过负荷运行历史。

1　变压器油色谱超标情况

2017年11月22日，取油样发现2号启备变本体油色谱试验数据异常。2号启备变油化试验数据，见表1。

　　　　　　表1　2号启备变油化试验数据 μL/L

试验日期2013-10-182014-04-182015-03-112016-03-28

H240.133.0245.3338.59

CH411.9813.1514.4512.37

C2H40.931.041.010.87

C2H62.523.203.032.94

C2H20.130.14 0.19 0.22

C1+C215.5617.5318.4916.18390.55

2　变压器油色谱超标原因分析

油色谱试验结果三比值编码是202，根据三比值结果判断设备内部存在低能量放电。特征组分气体乙炔含量严重超出注意值，总烃中乙炔和乙烯体积分数增长较为明显，氢气体积分数也有增长，但明显小于乙炔增长速率，综合分析，怀疑启备变内部可能存在火花放电。

2017-11-22401.2848.7651.567.51282.72

表1可看出，氢气体积分数为401.28 µL/L，总

收稿日期：2019-04-15

作者简介：孙蓟光男，工程师，主要从事发电厂电气设备检修工作。（1970—），

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判断导则比值C2H2/H2＞2 认为是有载向本体油箱渗漏造成，此次试验C2H2/H2是0.70，不满足该判据。鉴于其他特征气体增长相比乙炔不显著，C2H2/H2异常增长，且有载开关油室气体含量和切换次数和产生污染的方式（通过油或气）有关，C2H2/H2也不一定大于2，因此判断为有载开关渗漏可能性较大。

CO、CO2体积分数变化很小，分析认为启备变内部缺陷没有涉及固体绝缘，即故障点没有位于绕组绝缘内部。

启备变本体内部乙烯含量并不太高，基本排除电回路内部过热可能。

综上所述，启备变有载分接开关在切换过程中会产生火花放电，有载开关油室向本体渗漏可能性较大，造成2号启备变本体色谱出现异常。

3　变压器检查情况3.1　带电检测

2号启备变历年带电测试未发现异常，11月22日对2号启备变进行了带电测试，高频局部放电未发现异常放电信号特征图谱，红外热像检测未发现明显过热点，铁心接地电流测试结果在1.5 mA左右，远小于100 mA的标准注意值，排除铁心多点接地可能。

3.2　停电试验及检查情况

11月25日对有载开关进行了吊检，现场检查未发现接触不良及过渡电阻异常情况，将有载开关油室油全部放出，利用启备变本体与有载开关油室的压差进行检查，未发现启备变本体油向有载渗漏情况，将启备变本体油枕上方施加0.03 MPa压力，未发现有载开关油室有渗漏情况，因此排除了有载开关油室渗漏导致启备变本体乙炔含量严重超标的可能。

对启备变进行直流电阻、绕组连同套管的介损及电容量测试、铁心绝缘电阻测试，与初始值比较均未发现异常，排除绕组电回路接触不良导致特征气体异常可能，同时佐证了铁心不存在多点接地情况。

11月26日对启备变进行频响法绕组变形、阻抗法绕组变形测试，测试结果均未发现异常，数据纵、横比偏差均在规程要求偏差范围内，排除了绕组存在变形的可能。同时进行局部放电测试，加压方式采用低压侧励磁，高、中侧中性点直接接地，从高压套管取信号的方式，分接开关处于1分接位置，环境背景在50～60 pC，1.5Um电压下，高压侧三相局部放

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电量均小于200 pC，远小于标准要求的500 pC，试验前后启备变本体油样乙炔体积分数无明显增长，试验表明变压器内部放电故障不具有连续性。综合以上检查情况，判断启备变内部可能存在不连续的火花放电。

11月27日对启备变进行吊罩检查，排净变压器本体绝缘油，拆除启备变所有附件，吊开启备变大罩，检查温度计座套、穿心螺杆、绕组压钉、铁心接地线与硅钢片的连接排均无放电痕迹，油箱底部无金属粉末或异物，检查发现有载开关分接选择器极性转换触头三相动静触头正常接触位置没有放电痕迹（见图1），触头端部均有放电烧蚀痕迹见图2）。

图1　触头正常接触位置无放电痕迹

图2　触头端部有烧蚀痕迹

对于正反调压有载开关，在极性转换触头动作过程中（见图3），调压绕组瞬时与主绕组分离，调压绕组会瞬间悬浮，此时在极性触头断口（0→＋、0→－）

间会产生恢复电压，此恢复电压的大小取决于相邻绕组的电压以及分接绕组与相邻绕组与对地部分之间的耦合电容，当恢复电压超过一定值时，在极性触头断口间可能会引起放电，从而在启备变本体中

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产生乙炔气体。

图3　极性转换触头动作过程示意

根据极性触头的烧损点在端部位置而非正常接触位置的现象，可以确定该次故障原因就是极性开关触头动作时因恢复电压过高引起的。

4　处理措施及效果

M型开关用于220 kV变压器，按照经验公式计算，一般恢复电压不会超过允许值，但有极个别的情况，恢复电压可能会高于允许值，需要加装电位电阻进行。结合现场解体检查情况综合分析，确定处理措施为，将2号启备变有载开关分接选择器进行更换，并增加电位电阻降低此恢复电压值。

4.1　处理过程

12月10号对有载开关分接选择器进行了整体更换，新安装的分接选择器所有紧固件紧固良好，手摇操作分接选择器1→n和n→1方向分接变换，逐档检查分接选择器触头分合动作和啮合情况（见图4）均正常。

加装板式电位电阻（见图5），使调压线圈始终有一个电位连接进行，在检查电阻外表面完好，测量电阻阻值正常后,检修人员从变压器人孔进

入，借助中压中性点的立杆对有载开关的电位电阻进行固定。

图4　新的分接选择器触头啮合情况

图5　加装板式电位电阻

有载开关加装电位电阻完毕后，检查有载开关本体指示位置和操作机构以及远方指示位置，三者一致，进行有载开关正反圈数的联结校验，然后手摇操作一个循环，检查传动机构动作灵活，电动机构箱中的连锁开关、极限开关、顺序开关均正确动作，电动逐级操作2个循环，检查远方、就地操作，紧急停止按钮与电气限位开关的电气连锁动作均正确。

4.2　处理效果

12月13日对启备变进行修后试验，直流电阻试验、电压比试验、绕组绝缘电阻和吸收比试验、绕组及套管介质损耗因数与电容量试验、分接开关过渡波形试验、有载开关分离角试验、外施交流耐压试验、局部放电试验等均满足规程及厂家技术文件要求，跟踪局放前后启备变油色谱试验无异常变化，当日下午2号启备变投入运行。正常运行后，跟踪启备

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变油色谱数据无异常变化，试验数据见表2。

　　　　　表2　2号启备变大修后油化试验数据 μL/L

试验日期2017-12-13

（大修局部放电前）2017-12-14（大修局部放电后）2017/12/21（投运后跟踪）

H2000

CH40.5920.3530.3

C2H4000.107

C2H6000

C2H20.0680.0880.809

C1+C20.660.4411.305

如果极性触头动作过，增加一次本体取样，检查变压器本体内部乙炔含量是否存在异常增长：如果无异常，说明开关极性触头动作时的恢复电压在正常范围，可继续安全运行。带有载分接开关的变压器本体内乙炔含量异常增长，首先考虑与该缺陷相同，考虑加装电位电阻解决。

参考文献：

DL/T 722—[1]　变压器油中溶解气体分析和判断导则：

2014[S].北京：中国电力出版社，2014.

中国电[2]　操敦奎. 变压器油色谱分析与故障诊断[M].北京：

力出版社，2010.

5　措施及建议

建议加强对大型油浸式变压器油化跟踪试验，在理性取样过程中，检查开关极性触头是否动作过。

本文责任编辑：齐胜涛

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d. 持续开展Web应用页面的监测，从后台使用代码抓取耗时较长页面信息，并在前台进行查看，前后台对应开展Web应用页面优化。

e. 对照Web应用服务器和生产库服务器的运行指标，发现由于生产库服务器性能较弱，运行指标不甚理想，所以，提升数据库服务器配置、对生产库服

图8　监控特定的进程或端口

务器进行升级改造将对系统的性能提升起到明显的促进作用。

4　优化建议

系统页面访问时间较长的页面主要为涉及实时数据统计查询的部分功能，这部分查询统计需要用到生产数据库，而系统主站Web服务器负载较低，生产数据库服务器负载较高，所以导致页面访问时间较长的原因和系统的薄弱环节在于生产数据库服务器。通过以下方式进行系统性能提升。

a. 开展压力测试，做好容量评估，为将来系统主站升级改造辅助决策、扩展提升系统性能做好前期基础调研工作。

b. 通过分布式消息队列来将用户的请求异步化，用户的请求直接交给分布式请求处理队列，提交成功便视为成功处理，然后系统返回，后端通过不断地读取请求队列中的数据，进行业务逻辑的处理，实现请求的接收与业务逻辑处理解耦，降低系统流量过大引起的高负荷。

c. 增强服务稳定性方面，梳理服务调用依赖关系和调用频次，绘制系统依赖关系图，保障系统性能和安全，提高开发工作效率和现场运维管理水平。

5　结束语

系统稳定性评估、故障分析、性能监控和程序优化等后期运维工作量大小与开展顺利与否，较大程度上依赖于开发阶段的代码编写效率以及系统厂商的责任心。与其在后期运维过程中在系统运行性能监控和后台程序优化方面耗费大量时间精力，不如在前期的开发测试过程中做好代码编写，保证程序最优的状态上线。

参考文献：

电子[1]　陈康贤.大型分布式网站架构设计与实践[M]. 北京：

工业出版社，2014.

李　翀，等. 基于ORACLE数据库的用户[2]　赵　佩，王立斌，

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王立斌，李　翀，等. 用电信息采集系统的数据[3]　赵　佩，

库服务器运行指标监测与性能分析[J]. 河北电力技术，2016，3525-28.（5）：

本文责任编辑：靳书海

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