1、对 500kV 变压器放电故障的探讨摘 要：介绍了一起变压器的放电故障，结合电气试验和绝缘油试验数据，对变压器放电故障进行综合分析。 关键词：变压器；放电故障；调查分析 中图分类号： TM4 文献标识码： A 引言 变压器是电力系统中的重要设备，它的可靠运行至关重要，我们需要在交接、预试、运行中的检查试验等方面严格按照标准要求进行，来及时发现缺陷故障，但有些潜伏性故障只有随着运行时间的增长才会逐渐显现，本文以一例变压器故障对此问题进行了研究。 1 故障的发现 2008 年 3 月 19 日，油务人员在对某变电站 2 号主变 C 相变压器（ODFS-334000/550，2007 年 6 月投入
2、运行）进行油色谱月检试验时发现油中出现乙炔气体，含量为 2.188l/（l 注意值为 1l/）l。随既进行了连续 3 天 4 次的油色谱跟踪分析，发现该相变压器油中乙炔含量持续增长，3 月 21 日 9 时色谱分析时乙炔含量增长至 3.036l/（l见表 1） ，当日 16 时的取样分析发现乙炔增长至 6.544l/l，油中其他溶解气体没有较大增长。初步判断变压器内部存在故障，应尽快退出运行。 注：3 月 21 日两次取油样色谱分析，第一次为上午 9 时，第二次为下午 16 时。 2 故障原因分析及判断 2.1 绝缘油试验数据分析。通过变压器油色谱试验结果看，主要气体组分是 C2H2 和 H2
3、，其次是 CH4 和 C2H4，总烃不是很高，乙炔气体产气速率逐渐增大，判断变压器的故障类型为间歇性的放电故障。根据油色谱改良三比值为2，0，0，故障特征确定为“：低能量放电” ；另外气体组分中 CO 和 CO2 组分相对稳定，固体绝缘即纸、层压板或木板等绝缘不可能存在放电。因此判断可能是裸金属之间的放电，存在两种可能，一个是磁回路的相关部件，即夹件间、铁芯片间、铁芯接地片接触不良造成悬浮放电；另一个是电回路的相关部件，即套管均匀球松动后悬浮放电。 2.2 电气试验数据分析。根据油色谱试验的初步分析，变压器内部已经出现放电故障，为了进一步确认故障的大体位置，技术人员决定对变压器先常规试验项目和
4、局部放电试验，同时进行超声波故障定位，为变压器开箱检查做准备。 2.2.1 直流电阻试验。3 月 22 日上午，试验人员对 C 相变压器所有预试项目完成，无明显异常变化，铁芯夹件绝缘电阻变化不大，绕组直流电阻也完全合格，与出厂值相比变化 1%左右。 2.2.2 局部放电试验及超声波故障定位。3 月 22 日下午，东北电科院进行了局放试验和超声波定位。试验采用 125Hz 单相电源，从低压侧励磁，测量高、中、低压侧的视在放电量，超声波定位探头放置在高、中压出线附近。根据国家标准 GB1094-2003 中规定的变压器局部放电试验的加压试验步骤加压，加压过程中发现放电量较大，500kV 高压侧最高
5、电压仅加到 1.0Um/ 姨 3，但试验结果已和交接试验时差别很大，对比如下（表 2） 。 根据规程规定，试验电压为 1.3 Um/ 姨 3 时，放电量应300pC。对表 2 分析，发现低压绕组放电量增长较大，另从示波器波形来看，高、中、低压绕组的放电波形相似，局放试验前后进行了色谱试验，初步判断为存在同一个放电源，超声波定位未能在高中压出线附近发现故障点位置。综合上述结果，判断变压器内部存在放电，故障点在低压绕组侧或附近。 3 内部检查与处理 3.1 变压器内检。3 月 23 日上午 11 时 30 分，在排油工作结束后，对 2 号主变 C 相变压器进行了内部检查。 检查发现 X 柱线圈低压
6、侧上夹件内侧压钉（靠近低压出线位置）和压钉碗内有放电痕迹，产生碳黑。压钉头上烧有麻点，压钉碗烧有沟痕（见图 1，图 2） 。 对其它压钉，高、中、低压套管接线和均压球，无载分接开关触头，高、低、压侧油箱磁屏蔽接地部位，以及夹件紧固螺丝等部位进行检查，未发现异常情况。 故障点压钉在变压器内部安装位置见图 3。 3.2 故障的成因。根据试验及内检结果分析，变压器出现该故障可能有两个原因：（1）在故障点所在的 X 柱线圈上，共有 8 个压钉，为对称布置。在变压器出厂时可能存在压力不均匀的情况，运行 9 个多月后，由于线圈干燥，会有少量压缩。由于故障点压钉压紧度不及另外 7 个压钉，致使该压钉碗随线圈
7、下沉与压钉之间产生了缝隙，悬浮的压钉碗在电场中产生悬浮电位，从而与接地的压钉间发生了放电。 （2）该压钉压紧度不够，经受长期的运行振动会造成压钉碗发生位移。因为固定该压钉的支撑件为手工焊接，制造中存在偏差，在压钉碗产生移位后，使本应面接触的压钉和压钉碗之间产生了缝隙，形成线接触，从而发生了放电。 由于该放电点最靠近变压器低压出线，所以局放试验时低压侧局放量最大。且这个放电属于裸金属放电，这与色谱分析数据（只有乙炔含量增大）吻合。 在超声波定位时，由于探头放在高、中压出线附近，与放电源较远，所以未检测出放电位置。 3.3 故障的处理。将放电的压钉和压钉碗用砂纸进行打磨后，重新安装到原位置并紧固。在油静放 72 小时后进行试验，试验结果全部合格。4 结论 这起故障的直接原因是变压器制造商采用了设计不合理的压钉压紧结构工艺，工艺不规范，在变压器内部出现自然收缩或者振动后无法保持压紧状态；现在有的变压器采用弹性压紧或者是绝缘垫块的设计工艺，因此建议采用此类压钉结构的变压器运行中多加注意。 参考文献 1DL/T722-2000 变压器油中溶解气体分析和判断导则S. 2DL/T596-1996 电力设备预防性试验规程S.
