某换流站在线气体监测装置捕捉换流变压器故障原因分析

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1、某换流站在线气体监测装置捕捉换流变压器故障原因分析　　【摘要】某换流站运行人员发现010B换流变B相本体气体在线监测装置报气体含量超高告警，故障经确认后，立即将故障变压器退出系统运行，故障变压器返厂解体后发现网侧线圈外表面有大面积发黑现象。本文对某换流站010B换流变B相换流变压器故障原因进行深入分析，对某站在运换流变网侧套管存在缺陷进行技改，为相关缺陷的研究提供参考。　　【关键词】换流变压器网侧线圈网侧套管　　1引言　　某站换流变压器均为西变公司生产的单相三绕组油浸变压器，型号为：ZZDFPSZ-299100/500，共有13台，单元Ⅰ、单元Ⅱ各6

2、台，备用1台。某日09：30，发现010B换流变B相本体气体在线监测装置报气体含量超高告警，现场立即取油样进行色谱分析，经确认该台换流变乙炔含量在较短时间内迅速增长，现场立即将故障变压器退出运行，使用备用换流变代替故障变运行。通过对故障换流变进行高压试验，解体检查后发现网侧线圈外表面有大面积发黑现象，经专家分析认为故障变压器网侧套管端部密封不严，水分进入网侧线圈后，网侧线圈绝缘性能大幅度下降，造成线圈撑条及纸筒沿面放电。本文对某站换流变压器故障原因、现场试验及整改措施进行全面的分析，为此类变压器故障提供借鉴经验。　　2换流变压器故障简述及处理情况4　

3、　2.1故障简述及处理情况　　某日09：30，010B换流变B相本体气体在线监测装置报气体含量（氢气H2的100%、一氧化碳CO的18%、乙烯C2H4的1.5%和乙炔C2H2的8%的组合含量）超高告警。管理处立即对010B换流变B相本体进行取油样分析及红外测温。红外测温未见异常，两次油色谱分析显示010B换流变本体乙炔含量在27-47ppm之间，超过《电力设备预防性试验规程》中规定500kV变压器类设备乙炔含量注意值为1ppm。利用三比值法对故障原因进行分析，可初步判断010B换流变B相乙炔含量超标为油中电弧低能放电。　　2.2现场检查及处理情况　　

4、（1）油色谱监视工作：某日10时，某站连续对010B换流变取油样进行色谱分析，由色谱结果得到该设备乙炔含量在较短时间内增长迅速。　　（2）现场常规高压试验检测：次日对故障变压器进行了常规试验，常规试验包括：电压比、极性检查、测量绕组连同套管的直流电阻、绝缘电阻、介损、直流泄漏电流测量、有载分接开关过渡电阻及时间测试、套管电流互感器的直阻和绝缘电阻、套管的绝缘电阻及主绝缘介损和电容量，其中，AX对a1b1+a2b2及地绝缘电阻相对交接试验偏差较大，相差接近一个数量级。　　（3）现场绕组变形、耐压、局放试验：通过本次绕组变形试验和交接试验图谱比较，网侧绕

5、组图谱在低频段局部重合性稍有差异；阀侧Y绕组及Δ绕组图谱重合性较好，未见异常。（试验温度：28℃，湿度：55%）4　　耐压和局放试验均未见异常。由于该换流变紧靠运行着的500kV设备，所以背景干扰比较大，通过采取抗干扰技术排除部分干扰得到以上试验结果，均通过，但由于干扰不能完全排除，试验结果仅供参考。　　（4）现场进箱检查及返厂检修：初步进行了铁心及接地系统、器身表面检查、引线表面及分接开关的检查，未发现异常。接着进行了网侧套管引线及屏蔽层的绝缘检查，未见异常；接着进行了阀侧套管引线及屏蔽层的绝缘检查，未见异常。经过现场以上检查工作，未发现引起油色谱

6、异常的放电部位，为全面查找变压器故障点，决定将故障变进行返厂检修。　　经过全面检查之后，发现1柱网侧线圈外表面有大面积发黑现象（位置在线圈中部偏上区域，高压引线正下方撑条左侧10档，右侧4档，共计15档，网侧绕组共计34根撑条）。放电沿围屏与撑条接触面、围屏接缝处较为严重，另外绕饼外表面约有5处放电点。　　3故障原因分析　　对网侧线圈故障分析基于现场实际的检查和相应的理论分析和计算。在对网侧线圈放电位置检查时发现，放电位置并未在网侧线圈端部高场强区，而是在电场较均匀的部位。结合产品实际尺寸，应用电场分析软件对网侧线圈进行了电场分析计算如图1。　　从网

7、侧线圈在感应电压680kV下分析计算的结果看，放电部位的场强计算都比较低。在发现放电痕迹的部位，在680kV下，安全裕度系数1.7以上。因此，从理论分析和计算的结果推断，在工作电压525/√3kV正常情况下，该位置具有较大的安全裕度（约3.8倍），因此正常情况下不应发生放电。4　　换流变压器绝缘性能下降的另一原因很可能是绝缘表面局部受潮，导致绝缘纸板和油隙耐电场强降低，发生了沿面放电现象。换流变压器网侧外径表面绝缘性能大幅度下降，从换流变压器结构和放电部位分析，出现此状况很可能与网侧套管上端部密封不严有关。　　因此得出引起该换流变压器网侧线圈外径侧撑

8、条、绝缘纸筒沿面放电的主要原因是：网侧套管端部密封不严，水分进入网侧线圈后，网侧线圈绝缘性能大幅度下降，造成