冯超1丁祥浩2
（1.国网青海省电力公司青海西宁810008；
2.国网青海省电力公司检修公司青海西宁810026）
摘要：文章介绍了一台330kV变压器油色谱异常情况，进行了原因分析，结合变压器局部放电试验及解体情况，对故障进行了分析及处理。
关键词：变压器；油色谱；放电；处理
多年来电力工业的实践已经证明，变压器油中多种故障气体色谱分析的判断方法能为其安全高效运行提供重要依据。一般情况下，油浸式变压器在热和电的作用下，变压器内的绝缘油和绝缘材料会逐渐老化和分解，逐渐产生各种低分子烃类、CO和CO2等气体，这些气体大部分溶解在变压器油中，产生气体的组分和数量与故障性质和严重程度有关。
1变压器概况
该330kV变压器容量为360000kVA，绕组为三相三绕组结构。该330kV变压器现场安装并通过了现场交接试验后，于2016年10月投入运行。
2变压器异常情况
2.1油色谱情况
2016年9月该变压器投运后短期内油色谱试验数据均正常。2016年12月19日，油色谱在线监测装置显示该变压器油中出现乙炔，含量为1.29μL/L，之后几天监测发现氢气和乙炔含量增长明显，初步分析认为该变压器内部存在放电性故障。根据所产生气体中无一氧化碳和二氧化碳，认为故障暂未涉及固体绝缘和导电回路，决定该变压器在加强监测的情况下继续运行。12月26日，该变压器油色谱数据发生急剧突变，且增长速率明显。
2.2超声波局放检测
为了进一步确认该变压器故障情况，对该变压器进行了超声波局部放电检测，并且有针对性的在变压器本体多个部位进行了测试，均未发现明显放电信号。
2.3铁芯接地电流检测
为了继续分析故障原因，对该变压器进行了铁芯、夹件接地电流检测及持续监测，并且通过与另外两相变压器接地电流检测值进行了对比，比对数据显示该变压器铁芯接地电流存在较大的变化，但无明显的规律性。
2.4现场内检
根据该变压器油色谱数据变化情况，对该变压器进行了停电内检，器身外廓、分接开关、油箱内壁等部位均正常。测量铁芯油道间的绝缘电阻时发现，铁芯各级油道间绝缘电阻值均不大于30MΩ且变化不稳定，初步判断该变压器油色谱数据异常是由于铁芯油道间绝缘故障导致。
3返厂后试验检查及分析
为了确认变压器故障部位，开展针对性的解体检查，准确查找故障并进行处理，返厂后主要进行了变压器铁芯油道间绝缘试验及局部放电试验。
3.1绝缘试验
3.1.1用2500V绝缘电阻表对铁芯油道间绝缘进行了测量，发现铁芯-夹件间为176MΩ，铁芯-油箱间为318MΩ，夹件-油箱间为482MΩ，铁芯油道间绝缘电阻值均在0-18MΩ间反复变化，再次验证了该变压器铁芯油道间存在绝缘故障。
3.1.2该变压器进行了长时感应电压局部放电试验，试验如下（背景30pC）：
在1.1×Um/试验电压下，高压端65pC、中压端78pC、铁心侧180pC、夹件侧180pC；持续加压5分钟后局放量突然变大：高压端1100-1800pC、中压端1600-1800pC、铁芯侧2800-3600pC、夹件侧3100-3400pC，立即停止试验。检查试验回路无异常后，缓慢加压至1.5Um/电压下持续10分钟后，局放量逐渐稳定：高压端为900pC、中压端700pC、铁心侧2400pC、夹件侧2200pC。
通过对该变压器局放波形图及局放量测量的变化情况分析，四个测量端波形图基本一致，放电信号同步出现、消失，且铁芯、夹件测量端局放数值偏大，故障放电源应该在铁芯某部位，典型局放波形图见图1。
图1变压器局放典型波形图
3.2解体检查
3.2.1对该变压器进行了吊罩解体检查，套管、器身、引线等均未发现放电痕迹及其它异常情况。
3.2.2在铁芯解体过程中发现，铁芯三级油道间均有不同程度过热现象。铁芯A柱靠近下铁轭位置处，高压侧油道和主级油道处各有一个树脂纽扣发现有明显的放电痕迹，且纽扣周围有大量黄褐色异常斑迹，铁芯低压侧油道相同位置处也有异常过热现象，油道中故障现象详见图2。
图2油道中故障现象
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3.3异常分析
该变压器油道为树脂扣式油道，主要是将0.3mm的热轧硅钢板冲压成型后，将树脂扣固定于硅钢板上构成。这种油道的树脂纽扣经过硅钢片冲压工艺后大大缩短了其有效绝缘距离，况且本台变压器绝缘油道间的纽扣数量多达一万个，其中任何一个纽扣绝缘出现问题将会给变压器铁芯安全运行带来较大隐患。
如上图2图所示，中间一树脂纽扣处发现明显的放电痕迹，其内部产生了较多的黑褐色异物，右图中硅钢片上出现大量异常斑迹则是由于油道间发生局部放电过热所致，这些部位放电故障特征明显，同时也与返厂后该变压器局部放电试验情况一致。
经过对铁芯油道处故障现象及特征进一步分析，认为该变压器油道绝缘结构设计存在问题，绝缘纽扣经冲压工艺固定于硅钢片上后，导致油道间绝缘有效距离由5mm大大缩短为1.5mm左右，况且该冲压工艺本身就容易造成油道间硅钢片上产生大量尖角、毛刺，如果处理不当，很容易造成铁芯油道间绝缘问题，导致变压器正常运行中在其绝缘薄弱处引发放电等故障。
4处理建议
4.1该变压器树脂扣油道绝缘结构设计不合理，现场运行经验不足，为防止此类故障再次发生，将该变压器油道更换为已运行经验丰富的酚醛纸板绝缘油道，并在每级油道上方加铺一层Nomex绝缘纸加强油道的绝缘强度，保证油道良好的绝缘性能。
4.2该变压器解体检查发现铁芯X柱靠近下轭位置油道处有放电及过热现象，容易造成此处地屏及下铁轭轭屏不同程度的损伤，将该部分予以更换，以确保维修质量。
5结束语
5.1本为通过对一台330kV变压器油色谱异常情况、试验分析及检修处理过程的介绍，说明了要对变压器故障作出准确判断必须对变压器的结构、运行、检修及电气试验等情况进行综合的分析。
5.2本文对该变压器铁芯树脂扣油道问题进行了初步分析，提出了树脂扣油道存在的不足和缺陷，并建议更换为酚醛纸板绝缘油道结构。
参考文献：
[1]马丽山，谢鹏盛，等.某750kV变压器故障分析及处理[M].青海电力编辑部，2010.
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[3]DL/T417-2009电力设备局部放电现场测量导则[S].
[4]操敦奎，许维宗，阮国方.变压器运行维护与故障分析处理[M].北京：中国电力出版社，2008.
作者简介：
冯超（1983-），男，陕西咸阳人，高级工程师，从事高压试验研究、变压器状态评价、配网设备运维工作。