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【摘 要】本文结合一起220kV主变内部绝缘故障的原因及处理过程，通过变压器油的色谱分析和糠醛含量检测、试验数据，对一台220kV变压器的内部故障情况进行了分析和处理。
【关键词】变压器；绝缘；ax分析；绕组
1.引言
某变电站3号主变型号为SFPSZ-120000/220，2000年8月投产运行，高压、中压侧并联运行，低压侧分段运行。2011年8月至11月色谱分析数据显示，乙烯含量从19.67μL/L升至90.44μL/L，二氧化碳含量从2902μL/L升至5500μL/L ，增长速率较快，其后，不再有明显增长趋势。2010年8月糠醛含量监测中，9月份测得糠醛为0.629μL/L，在随后的测试中，含量均在1.75μL/L左右，超过运行规程要求。通过对油温监测数据显示，该变压器绕组温度和油面温度均高出另外一台该型号变压器10℃ 左右。对变压器油颜色进行观察发现，该变压器油的颜色与刚投运时明显不同，油质明显变色发黄。变压器从投运以来，未发生过近区短路和过电压冲击，曾与2005年进行过大修、滤油。
2.变压器故障分析
2.1 色谱数据分析
变压器油色谱数据如表1所示。由表1可知，2010年和2011年连续两年出现CO2/CO大于7的现象，初步判断该主变有绝缘老化的可能。（见表1）
与表2运行5年的糠醛数据进行比较，可得到O.728>0.056；说明此糠醛含量已经超出下限值，判断为非正常绝缘老化，初步判断为内部固体绝缘化材料老化所致。
2.3 结果分析
基于变压器的色谱组份和糠醛含量的数据，综合该变压器的结构特点，并会同变压器生产厂家技术人员分析讨论初步判断，变压器内部可能存在两个故障。
（1）从色谱组分来看，变压器内部有高温接近700℃的过热点，故障点可能在引线间或引线与铜排间的焊接处的虚焊，这类虚焊可以在变压器运行若干年后突然表现出来，往往与变压器的负荷有较直接的关系。
（2）从糠醛含量异常以及色谱中一氧化碳和二氧化碳的组分来看，应该可以确认变压器内部的固体绝缘材料有异常老化的现象。根据DL/T596-2006《电气设备预防性试验规程》，可以推算出老化的绝缘部位相当于运行了近30年。
3.现场处理
经过分析研究及风险评估，决定对变压器组织进行大修，并对主变本身存在的其他缺陷进行处理。
修前试验结果正常。对主变进行钻芯检查、试验。检修人员从箱璧的人孔和高压升高座处，进入油箱内部进行检查未发现明显故障部位。现场用试验、检查手段无法查找到故障原因，随后对主变采取返厂检查处理。
4.返厂处理措施及结果
将变压器拆除后返厂进行全面的检查和修复。
4.1 常规试验分析
对变压器先进行绝缘电阻、直流电阻、变比试验等项目的常规试验，试验数据均合格。之后进行长时空载试验，试验数据合格。最后对变压器绕组进行温升试验，同时对变压器油进行色谱跟踪。在温升试验发现油面温升比较大，三个绕组温升超过国家标准，与出厂值对比有明显的突变，判断为：一种情况是变压器内部有高温过热点；另一种情况可能是冷却器的冷却容量变小或是油流速度变小，造成冷却效果不佳引起。而油色谱分析发现，气体含量变化率最大的是二氧化碳，其次是一氧化碳。因此可以得出，主变内部存在过热故障。
但是，在做温升试验前，没有进行干燥处理，主变内部固体绝缘材料中本身残存着大量的气体，在试验时，随着温度的升高，固体绝缘材料中的气体会转移到油中。所以，在设备没有干燥真空处理的情况下，短期内不能凭色谱试验数据做出科学的判断。鉴于上述情况，决定进行解体诊断分析。
4.2 解体分析
拆下冷却器，检查冷却器是否正常，过滤清洗冷却器整体流路过程；重新对主变本体进行真空脱油处理；重新做温升试验和长时间空载试验，并在做温升试验过程中，每2—4小时取油样并作分析。
经过解体分析，得出如下结论：
（1）通过第二次温升试验结果表明，在四组冷却器全部启动的情况下，油面温升数据与出厂试验时的接近，可以判断冷却器的效率已明显降低，为了确保冷却效果，冷却器必须进行修理或更换。
（2）通过和第一次温升试验数据对比发现，绕组对油的平均温升依然较高，且三相之间有差异，尤其是B相数据最为异常，可以判断肯定存在过热现象。（详见表3）
（3）鉴于绕组对油的平均温升较高，且三相之间有差异，决定对各相线圈进行吊出检查，重点检查冷却器油道的分布与位置是否满足图纸要求，以及可能存在的过热区域。
4.3 解体检查
（1）高压B相引出线与屏蔽铜管一铜等电位线连接不良断裂，造成放电现象，如图1所示；
（2）A相中压上部内外整体角环压破；
（3）C相中压分瓣角环压破严重；
（4）三相中压猪嘴角环全部断裂；
（5）高压B相上部静电屏和第一饼线圈绝缘纸，在低压侧基本上变黄、变黑。高压A相静电屏和第一饼线圈绝缘，在低压侧基本变黄，如图2所示。
4.4 结果分析
（1）拆下三相高压线圈后，破除高压线圈内纸筒，三相高压线圈内部撑条、挡油圈未发生变形、错位，说明线圈设计结构和制作不存在缺陷。
（2）在高压B相线圈上部，静电屏与高压线圈第一饼之间，因局部过热，绝缘纸老化，尤其垫块的地方已经发黑，而在高压线圈第一饼与第二饼之间垫块处没有此现象。可以证明绝缘老化是因为第一饼与静电屛处过热引起。
（3）高压B相的静电屛绝缘包扎不够紧密，在上部压板压紧线圈的时候，松动的绝缘纸使得一小部分油道变小，堵塞油道正常流油，使得一部分油没有按照设计要求流动，引起这部分温升慢慢变高，从而影响到下部几饼。
（4）B相调压，中压及低压无任何异常过热现象，而高压线圈A相静电屏绝缘包扎相对B相好很多，只有高压3档又局部过热现象，高压线圈C相整个都完好，没有过热现象。
（5）再次证明当初的温升试验判断的正确性（线圈过热顺序B、A、C），同时也肯定了现场运行时油化试验数据的准确性。
4.5 修复措施
（1）重新绕制高压线圈B相上部前20饼；
（2）重新绕制高压线圈A相，C相上部前4饼；
（3）重新制作高压线圈三相静电屛，更换老化绝缘件及在拆卸过程中损坏的绝缘件；
（4）过热区域绝缘材料做聚合度试验；
（5）拆除冷却器，并将其全部发往商进行冷却效果分析及翻新；
（6）拆除铁件部分并返油箱厂检修，重新喷砂喷漆；
（7）更换外部所有紧固件与密封件。
经制造厂按新产品的工艺程序进行了处理，并经出厂各项试验合格，投运后运行正常。
5.结束语
通过这次故障的分析和处理使我们更加认识到油色谱分析及温升试验对判断变压器内部故障的重要性。对于运行中的变压器发现有异常时要利用色谱分析及时掌握故障的发展趋势，监督控制设备不发生事故，努力增强对充油设备故障的判断能力，提高专业技术水平。
参考文献：
[1] 成永红.电力设备绝缘检测与诊断[M]. 北京：中国电力出版社，2004.
[2] 陈敢峰.变压器检修[M].北京：中国电力出版社，2009.
[3] DL/T596—1996， 电力设备预防性试验规程[S].
[4] DL/T 722-2000，变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].
作者简介：
范晓萍，女，出生年月：1981.5，专业：变电检修。
【关键词】变压器；绝缘；ax分析；绕组
1.引言
某变电站3号主变型号为SFPSZ-120000/220，2000年8月投产运行，高压、中压侧并联运行，低压侧分段运行。2011年8月至11月色谱分析数据显示，乙烯含量从19.67μL/L升至90.44μL/L，二氧化碳含量从2902μL/L升至5500μL/L ，增长速率较快，其后，不再有明显增长趋势。2010年8月糠醛含量监测中，9月份测得糠醛为0.629μL/L，在随后的测试中，含量均在1.75μL/L左右，超过运行规程要求。通过对油温监测数据显示，该变压器绕组温度和油面温度均高出另外一台该型号变压器10℃ 左右。对变压器油颜色进行观察发现，该变压器油的颜色与刚投运时明显不同，油质明显变色发黄。变压器从投运以来，未发生过近区短路和过电压冲击，曾与2005年进行过大修、滤油。
2.变压器故障分析
2.1 色谱数据分析
变压器油色谱数据如表1所示。由表1可知，2010年和2011年连续两年出现CO2/CO大于7的现象，初步判断该主变有绝缘老化的可能。（见表1）
与表2运行5年的糠醛数据进行比较，可得到O.728>0.056；说明此糠醛含量已经超出下限值，判断为非正常绝缘老化，初步判断为内部固体绝缘化材料老化所致。
2.3 结果分析
基于变压器的色谱组份和糠醛含量的数据，综合该变压器的结构特点，并会同变压器生产厂家技术人员分析讨论初步判断，变压器内部可能存在两个故障。
（1）从色谱组分来看，变压器内部有高温接近700℃的过热点，故障点可能在引线间或引线与铜排间的焊接处的虚焊，这类虚焊可以在变压器运行若干年后突然表现出来，往往与变压器的负荷有较直接的关系。
（2）从糠醛含量异常以及色谱中一氧化碳和二氧化碳的组分来看，应该可以确认变压器内部的固体绝缘材料有异常老化的现象。根据DL/T596-2006《电气设备预防性试验规程》，可以推算出老化的绝缘部位相当于运行了近30年。
3.现场处理
经过分析研究及风险评估，决定对变压器组织进行大修，并对主变本身存在的其他缺陷进行处理。
修前试验结果正常。对主变进行钻芯检查、试验。检修人员从箱璧的人孔和高压升高座处，进入油箱内部进行检查未发现明显故障部位。现场用试验、检查手段无法查找到故障原因，随后对主变采取返厂检查处理。
4.返厂处理措施及结果
将变压器拆除后返厂进行全面的检查和修复。
4.1 常规试验分析
对变压器先进行绝缘电阻、直流电阻、变比试验等项目的常规试验，试验数据均合格。之后进行长时空载试验，试验数据合格。最后对变压器绕组进行温升试验，同时对变压器油进行色谱跟踪。在温升试验发现油面温升比较大，三个绕组温升超过国家标准，与出厂值对比有明显的突变，判断为：一种情况是变压器内部有高温过热点；另一种情况可能是冷却器的冷却容量变小或是油流速度变小，造成冷却效果不佳引起。而油色谱分析发现，气体含量变化率最大的是二氧化碳，其次是一氧化碳。因此可以得出，主变内部存在过热故障。
但是，在做温升试验前，没有进行干燥处理，主变内部固体绝缘材料中本身残存着大量的气体，在试验时，随着温度的升高，固体绝缘材料中的气体会转移到油中。所以，在设备没有干燥真空处理的情况下，短期内不能凭色谱试验数据做出科学的判断。鉴于上述情况，决定进行解体诊断分析。
4.2 解体分析
拆下冷却器，检查冷却器是否正常，过滤清洗冷却器整体流路过程；重新对主变本体进行真空脱油处理；重新做温升试验和长时间空载试验，并在做温升试验过程中，每2—4小时取油样并作分析。
经过解体分析，得出如下结论：
（1）通过第二次温升试验结果表明，在四组冷却器全部启动的情况下，油面温升数据与出厂试验时的接近，可以判断冷却器的效率已明显降低，为了确保冷却效果，冷却器必须进行修理或更换。
（2）通过和第一次温升试验数据对比发现，绕组对油的平均温升依然较高，且三相之间有差异，尤其是B相数据最为异常，可以判断肯定存在过热现象。（详见表3）
（3）鉴于绕组对油的平均温升较高，且三相之间有差异，决定对各相线圈进行吊出检查，重点检查冷却器油道的分布与位置是否满足图纸要求，以及可能存在的过热区域。
4.3 解体检查
（1）高压B相引出线与屏蔽铜管一铜等电位线连接不良断裂，造成放电现象，如图1所示；
（2）A相中压上部内外整体角环压破；
（3）C相中压分瓣角环压破严重；
（4）三相中压猪嘴角环全部断裂；
（5）高压B相上部静电屏和第一饼线圈绝缘纸，在低压侧基本上变黄、变黑。高压A相静电屏和第一饼线圈绝缘，在低压侧基本变黄，如图2所示。
4.4 结果分析
（1）拆下三相高压线圈后，破除高压线圈内纸筒，三相高压线圈内部撑条、挡油圈未发生变形、错位，说明线圈设计结构和制作不存在缺陷。
（2）在高压B相线圈上部，静电屏与高压线圈第一饼之间，因局部过热，绝缘纸老化，尤其垫块的地方已经发黑，而在高压线圈第一饼与第二饼之间垫块处没有此现象。可以证明绝缘老化是因为第一饼与静电屛处过热引起。
（3）高压B相的静电屛绝缘包扎不够紧密，在上部压板压紧线圈的时候，松动的绝缘纸使得一小部分油道变小，堵塞油道正常流油，使得一部分油没有按照设计要求流动，引起这部分温升慢慢变高，从而影响到下部几饼。
（4）B相调压，中压及低压无任何异常过热现象，而高压线圈A相静电屏绝缘包扎相对B相好很多，只有高压3档又局部过热现象，高压线圈C相整个都完好，没有过热现象。
（5）再次证明当初的温升试验判断的正确性（线圈过热顺序B、A、C），同时也肯定了现场运行时油化试验数据的准确性。
4.5 修复措施
（1）重新绕制高压线圈B相上部前20饼；
（2）重新绕制高压线圈A相，C相上部前4饼；
（3）重新制作高压线圈三相静电屛，更换老化绝缘件及在拆卸过程中损坏的绝缘件；
（4）过热区域绝缘材料做聚合度试验；
（5）拆除冷却器，并将其全部发往商进行冷却效果分析及翻新；
（6）拆除铁件部分并返油箱厂检修，重新喷砂喷漆；
（7）更换外部所有紧固件与密封件。
经制造厂按新产品的工艺程序进行了处理，并经出厂各项试验合格，投运后运行正常。
5.结束语
通过这次故障的分析和处理使我们更加认识到油色谱分析及温升试验对判断变压器内部故障的重要性。对于运行中的变压器发现有异常时要利用色谱分析及时掌握故障的发展趋势，监督控制设备不发生事故，努力增强对充油设备故障的判断能力，提高专业技术水平。
参考文献：
[1] 成永红.电力设备绝缘检测与诊断[M]. 北京：中国电力出版社，2004.
[2] 陈敢峰.变压器检修[M].北京：中国电力出版社，2009.
[3] DL/T596—1996， 电力设备预防性试验规程[S].
[4] DL/T 722-2000，变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].
作者简介：
范晓萍，女，出生年月：1981.5，专业：变电检修。