110kV伽师变1号变压器轻瓦斯频繁告警缺陷的处理与分析.docx

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110kV伽师变1号变压器轻瓦斯频繁告警缺陷的处理与分析

110kV伽师变1号变压器轻瓦斯频繁告警

缺陷的处理与分析

新疆疆南电力公司王海飞如斯坦许贵民

摘要：

变压器轻瓦斯告警缺陷原因复杂多样，反映出变压器内部的有载开关、呼吸器、瓦斯继电器与油枕之间管路的安装，设备运维等存在的问题。

本文针对疆南电力公司一起主变轻瓦斯告警缺陷进行深入分析产生的原因、防范措施和对检修、运行维护方面提出意见和建议，保证变压器安全可靠运行。

关键词：

变压器轻瓦斯有载调压呼吸器缺陷

前言

疆南电力公司现有110kV及以上变电站32座，其中110kV及以上主变58台，其中220kV变压器7台，变电容量870千伏安，110kV变压器51台（水电8台），变电容量1348.1千伏安，其中在运老旧，薄绝缘、铝线圈在运时间超过20年变压器共计8台（水电4台），容量130.5千伏安，占变电总容量的9.6%。

其中有载调压变39台，无载调压变12台（水电8台），占变压器总数的20.6%。

容量179.1千伏安，占变电总容量的13.2%。

变压器作为变电站的主设备，运行的安全直接影响供电的可靠性。

2011年疆南电网共发生变压器缺陷17起，其中变压器轻瓦斯告警5起，占缺陷总数的29%，变压器渗油、油位低3起，有载开关缺陷4起、氢气超标3起。

针对疆南电力公司2011年110kV伽师变轻瓦斯频繁告警缺陷的处理分析如下：

一、缺陷特征

疆南电力公司110kV伽师变2号主变型号为SSZ9-31500/110，2009年6月29日投运，有载开关型号为GWDIII-400/72.5C-10，浙江三变科技股份有限公司生产。

110kV伽师变2号主变2010年07月20日在投运近一年后出现第一次轻瓦斯告警信号，经取油样分析对比未发现异常，采取排气处理后信号复归。

此后110kV伽师变2号主变有连续7次发生轻瓦斯告警信号，特别是2011年6月19日一天连续发生3次告警信号。

轻瓦斯告警频度的增加反应出变压器内部溶解气体和产期速率均已达到饱和。

检修人员对主变有载分接开关直阻和油耐压进行了试验数据显示正常。

取油样、气样进行分析如下：

110kV伽师变有载开关气体分析

单位

设备

试验日期

甲烷

乙烯

乙烷

乙炔

氢气

一氧化碳

二氧化碳

总烃

结论

110kV伽师变2#主变

201106-21

1037.03

393.08

19.30

1995.35

31000.90

1410.55

1323.57

3444.76

气体浓度值

110kV伽师变2#主变

201106-21

404.44

573.90

44.39

2023.26

1860.06

169.27

1217.68

3057.99

理论值

110kV伽师变2#主变

201106-21

13.80

1.07

0.99

0.13

50.30

415.97

1116.17

15.99

本体油样

结果显示，主变本体油样色谱检测结果正常，而分析气样结果显示氢气数据高达31000.9，乙炔含量达1995.35，总烃超标22.9倍。

基本符合理论计算结果。

主变分接开关是利用主通断触头和过渡触头来转换负载电流。

每当触头断开时，触头间产生电弧。

当电弧在油中燃烧时，因电弧高温作用，将油很快分解成蒸汽而形成气泡。

这些气体主要由乙炔、乙烯和氢气，甚至少量甲烷等组成。

正是这些气体的实际存在，产生了气样分析结果。

随着气体的集聚量达到轻瓦斯动作整定值，轻瓦斯动作报警是必然的。

数据显示轻瓦斯动作报警一般在主变投运后半年左右，随着有载开关调整次数的增多，瓦斯气体逐渐达到饱和，油质劣化加速后产生。

由于110kV伽师变2号主变刚投运负荷增长不大，截止6月19日分接开关总共调整次数为4300次，接近5000次的临界检修规定，因此产期速率和告警频度的增加引起了疆南公司的高度重视，经与上海华明生产厂家联系后决定进行有载开关吊罩检查。

二、原因分析;

7月9日110kV伽师变2号主变停电，对有载开关进行吊罩检查，检查中在拆除瓦斯继电器和油枕之间连接管路时发现，瓦斯继电器和油枕之间连接管路接反，气体继电器通往储油柜的管路水平倾斜角度不足，呈现逆向倾斜角度。

按气体继电器安装要求，气体继电器通往储油柜的管路水平倾斜为15°倾角，以便分接开关切换产生的气体能顺畅通过管路从储油柜逸出。

数据显示部分气体继电器的管路安装在安装阶段没有向上倾斜度，甚至逆向倾斜，造成气体逸出的不畅或阻塞，现场角度明显超过30°度，不满足规程要求。

（图1）：

图1有载瓦斯继电器与油枕之间连接管水平倾斜角度不足

经检修人员调整调换两侧管路法兰后，使管路水平倾斜达到要求，符合规程要求。

（图2）从现场发现的问题来看，揭示了110kV伽师变2号主变轻瓦斯频繁告警的原因。

主要是瓦斯气体积聚，排出不畅造成。

由于轻瓦斯频繁动作与油质性能好坏，调压操作次数有关。

新投运变压器分接开关在注入合格新油后，投运半年之内一般不发生轻瓦斯动作。

半年过后，轻瓦斯就会开始动作，甚至频繁动作。

这是因为新油绝缘性能好，无游离碳，灭弧性能佳。

随着操作次数的增多轻瓦斯发信时，则表明油中溶解气体已经饱和，检查油耐压、录波、和吊罩都正常。

随着油中游离碳进一步增加，油的绝缘性能不断下降和油的灭弧性能变差，油劣化加速。

加上瓦斯气体管路排出不畅，造成耐轻瓦斯频繁动作，信号无法复归现象。

同时也进一步加剧了有载开关油质的劣化速度。

图2调整后管路倾角

现场

随着调压的持续进行，随着油中游离碳进一步增加，油的绝缘性能不断下降和油的灭弧性能变差，如果处理不及时，将有可能造成油耐压下降，开关击穿，重瓦斯动作的严重后果。

随着有载开关吊罩检查，发现110kV伽师变2号主变有载开关内确实积累了大量游离碳，油质发黑，游离碳遍布有载开关内部。

如图3

图3有载开关油质发黑，游离碳遍布有载开关

根据有载开关内发现大量游离碳现象，有载开关内部触头可能出现较大面积的灼烧痕迹。

起吊有载开关后，发现有载开关动静触头确存在不同程度的烧蚀现象。

这是因为随着调整次数的增多有载开关动静触头产生的放电和消蚀。

在电流的热效应作用下，动静触头氧化层不断增大，接触电阻增大，产生动静触头烧蚀情况如图4：

图4有载开关动静触头烧蚀情况

三、处理措施：

发现以上原因后，疆南电力公司在厂家人员的协助下，调整了瓦斯继电器与油枕之间的连接管路倾角，更换了变压器油，清洗了变压器切换开关，将烧蚀的分接开关动静触头进行了仔细的打磨，调整了分接开关动静触头接触面，使之接触良好。

经试验分接开关直流电阻合格，有耐压、色谱试验合格。

110kV伽师变2号主变投运后至今已经半年，至今未发生过有载开关轻瓦斯告警现象，有载开关轻瓦斯频繁告警缺陷得到解决。

四、防范措施及注意事项：

由于变压器轻瓦斯告警原因多种多样，以上只发现了其中一类。

2011年疆南电力公司发生了4起与有载开关有关的变压器设备缺陷。

占全年缺陷的23.5%。

其中110kV色力布亚变1号主变和110kV伽师变2号主变原因及处理方式一样。

110kV泽普变2号主变有载开关10档以上直阻超标，检查发现为调压时基本在10档以下，10档以上由于长期未调，静触头产生油膜覆盖导致直阻超标，经与厂家联系后处理正常。

110kV阿图什变2号主变因有载开关老化，直阻超标无法修复，进行了有载开关整体更换。

反映出有载开关在变压器缺陷中具有一定的代表性，为此有必要对有载开关的缺陷种类和检修维护进行分析：

（一）、防范措施：

1、加强新投运变压器的安装质量检查。

对新投输变电工程的验收中严格检查瓦斯继电器与油枕连接管之间的正确接法。

2、举一反三，对瓦斯继电器的安装根据安装国家电网公司变压器检修规范要求，必须满足15度倾角要求，杜绝因安装质量造成的轻瓦斯频繁告警缺陷。

3、设备安装、检修完毕后检查呼吸系统阀门是否打开、呼吸器是否有堵塞现象。

油枕下部与油箱连通管上的蝶阀或气体继电器与油枕连通管之间的蝶阀必须按要求开启；在变压器注油时符合规定开闭。

（二）、检修维护中应注意的问题：

1、对分接开关变换分接达5000次的变压器分接开关进行统计。

根据状态检修要求，发现轻瓦斯频繁告警和高压试验存在异常的，要对有载分接开关进行吊芯检查，无异常的可以进行调压。

日常维护中要加强变压器有载开关的监督检查。

2、对有载分接开关箱内绝缘油颜色已变黑的,应将变压器退出运行并进行换油处理,对分接开关进行分解检查，若是因开关绝缘介质强度下降,则更换分接开关。

3、加强对变压器的有载分接开关直流电阻的检查,根据年度检修计划在变压器停运时,对分接开关中的回路接触电阻进行测试,分析确认变压器有载分接开关接触是否正常。

4、按要求加强主变有载开关油色谱的监督检查工作，确保油色谱、耐压和水分符合规定要求。

（三）、运行维护中应注意的问题：

   1、有载分接开关投运前,应检查其油位是否正常,无无渗漏油,控制箱要防潮良好。

新投运的有载分接开关瓦斯继电器安装后,运行人员在必要时应适时放气。

　　2、值班人员进行有载分接开关控制时,要在操作前后注意观察瓦斯继电器有无气泡出现。

运行中,当轻瓦斯频繁动作时,值班人员应做好记录并汇报调度,停止操作,分析原因及时处理。

　3、发生轻瓦斯频繁动作时注意检查：

是否存在在由于温度下降或漏油，油面降低；轻瓦斯回路发生接地、绝缘损坏等故障；气温骤降造成空气进入油箱等原因。

4、重视瓦斯继器防雨：

防止下大雨时，气体继电器的触点被接线端子和地之间的雨水漏电阻短接，使跳闸回路接通。

当出口继电器两端电压达到其动作电压时，导致变压器两侧的断路器跳闸。

5、运行值班人员要加强呼吸器维护检查，注意观察呼吸器的硅胶颜色，发现颜色变化，应进行更换；更换硅胶后，必须注意，呼吸器底部的油杯内必须按标志或容积，盛装二分之一多的变压器油，以防呼吸器内硅胶与大气直接相通，影响使用寿命。

五、结论：

变压器轻瓦斯告警缺陷原因复杂多样，既有有载开关操作次数的原因，又有设备安装原因；既有运行维护原因，又有天气因素。

总之发现此类缺陷时要严格遵守检修运行维护规程，加强变压器的油色谱、高压试验的各项工作。

对设备每一个部件都要理解其动作原理，严格执行有关电力生产的技术标准、规程、规范和反事故措施，对厂家提供的附件设备进行全面的检查，不留死角，做到所有的附属设备都能健康的运行。

发现缺陷或异常时要仔细分析，制定详细计划处理，防患于未然。

确保疆南电网2012年电网设备的安全运行。

疆南电力公司

2012年2月3日