一台发电机变压器总烃故障查找处理

一台发电机变压器总烃故障查找处理

张东民张智勇王炳光

（特变电工沈阳变压器集团有限公司辽宁沈阳110144）

摘要：一台220kV发电机变压器总烃故障分析，并对原产品引线结构进行改进。

关键词：变压器；三比值法；局部过热；引线改进

1.引言

发电机变压器作为电厂的关键设备，变压器能否安全运行与日常巡检监测是分不开的，及时发现变压器异常征兆，能有效地预防事故扩大。本文笔者介绍一台进口220kV发电机变压器总烃超标故障的查找处理，避免了重大事故发生。

2.故障检查与分析

辽宁某发电厂主变为进口产品，型号SFP-430000/220,容量430MVA,电压220KV。1996年投运，在2006年2月例行预防性试验检测时发现主变油样中总烃含量405.1PPM，超过电力行业标注规定的总烃量150PPM注意值，根据总烃超标情况，加强了变压器巡检次数在2007年主变大修窗口期进行了详细检查与维修。

2.1变压器现场内检情况：

电厂委托国内变压器厂及省电科院对产品进行现场内检，检查上下轭内外拉板螺栓、铁心夹紧螺栓均无松动，夹紧拉板的绝缘垫块无过热和碳化痕迹，铁心和夹件接地线无异常，测量铁心对夹件、铁心对箱体，夹件对箱底、心柱对地屏的绝缘电阻，测量各个紧固螺栓对铁心及箱底绝缘电阻，均正常；检查线圈外部围屏无异常；检查高压侧的所有引线连接部位的紧固件及无载分接开关连线螺栓均无松动；检查低压侧a-b和b-c之间的低压引线铜排上包的绝缘皱纹纸外层有发黄现象，剥开内层的绝缘皱纹纸，有碳化和变脆情况，并在低压c相线圈出头处在集中缠绕瓦楞纸的下部有明显变色过热的迹象。

2.2历史监测数据

表1历史监测气体数据

2.3原因分析：结合历史监测气体数据和现场内检情况分析如下

（1）根据总烃产气速率分析：以2006年11月22日和2006年12月20日两次取样为例计算出的绝对产气速率约为363.36mL/d,在此时间段内的绝对产气速率远大于12mL/d的注意值，从产气速率快速增大的趋势来判断，故障点正快速扩大。

（2）用三比值法判断故障性质：变压器油和固体绝缘材料在电或热的作用下会分解产生各种气体，正常运行的老化过程产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。在油纸绝缘中存在局部放电时，油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。在故障温度高于正常温度不多时，产生的气体主要是甲烷。随着故障温度的升高，乙烯和乙炔逐渐成为主要特征气体。在温度高于1000℃时，油裂解产生的气体中含有较多的乙炔，在本主变的所有气体检测中都没有乙炔检出，说明主变不存在高于1000℃时故障。

在GB/T7252-2001变压器油中溶解气体分析和判断导则中推荐采用三比值法作为判断变压器或电抗器等充油电气设备故障性质的主要方法，三比值以不同编码表示。

以2006年12月20日取样分析为例，计算主变油中特征气体的比值，并应用三比值法进行故障判断：

C2H2/C2H4=0/667.7=0CH4/H2=/1081.2/100.9=10.7

C2H4/C2H6=667.7/397.9=1.68三比值编码应为021，判断主变存在300～700℃中等温度范围的热故障。

综合上面的几种判据，可以得出主变内部存在能量较大并且快速扩大的中温过热故障，温度在300～700℃之间。初步判断主变总烃超标是引线铜排过热引起。为彻底处理主变总烃超标故障，电厂决定主变返到国内变压器厂检查修理。

2.4主变解体情况：主变返到变压器厂进行解体检查，具体情况如下

图1低压铜排图2低压线圈下部出头与铜排焊接

（1）低压上、下部引线铜排包3mm皱纹纸，剥开绝缘层有几处铜排表面烧蚀严重。（见图1）

（2）低压线圈与铜排焊接处严重烧蚀，过热现象严重。（见图2）

综合主变返厂拆解情况和色谱分析结果，本次主变总烃超标故障主要原因在于低压引线部分出现过热现象所致。一是低压引线铜排截面选取偏小，再有铜排绝缘包扎过厚，导致铜排电密过高，散热效果差导致铜排多处外包绝缘出现烧糊、碳化，同时有硫化铜现象；二是低压线圈出头与铜排焊接处接触电密过大，导致线圈出头与铜排焊接部分烧糊现象非常严重。

3.产品修复

根据主变过热部位及故障气体原因分析结果，更换低压线圈和部分过热严重的绝缘件，更换低压引线，并把低压引线铜排截面加大，降低铜排电密，减薄铜排表面绝缘包扎层厚度，提高散热效果；线圈出头与铜排之间改为冷压连接，保证出头与铜排连接处接触电密不会过高，不会出现过热现象。产品修复后已在电厂安全运行多年，至今未出现总烃超标问题。

4.结束语

运行中的变压器油的总烃超标，表明内部某个环节出现问题，必须引起注意。变压器油色谱分析对充油电气设备早期故障诊断是一种即灵敏又有效的方法，但对油中特征气体含量的分析，除了因故障产生的一些典型的气体含量和组成外，还应注意一些非典型的气体含量和组成情况。大电流发电机变压器低压引线设计时应注意铜排载流能力的选择和接触电密的控制，避免铜排和连接处出现过热现象，影响变压器的安全运行。

参考文献

[1]GB/T7252-2001,变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].

[2]杨启平，薛五德.变压器故障诊断技术的研究[J].变压器，2002,41(10):38-42.

[3]谢毓城.电力变压器手册[M].北京：机械工业出版社，2003.