如何检测大型电力变压器油流带电故障？
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产品简介
在现场检测大型电力变压器油流带电故障可采用下列方法：
（1）色谱分析法。当变压器油中发生油流带电故障时，通常色谱分析结果会出现异常现象，而且C2H2增长很快。
（2）检查局部放电超声信号和局部放电量。确定变压器是否存在油流带电及故障程度，可在变压器停运状态下开启全部冷却油泵，用局部放电超声仪检测局部放电信号。因变压器已停运，所以仪器若能捕捉到放电超声信号，即为变压器油流带电放电产生的信号。测得的放电量越大，说明故障程度越严重。
（3）测量绕组静电感应电压。由于电容的作用，变压器存在油流带电时，在绕组上回产生感应电压，其中油泵全部开启状态下的绕组感应电压最高。测试时可用高内阻的Q3-V静电电压表。
（4）测量油的有关参数。当怀疑油流带电故障与油质有关时，可测量油的介质损耗因数tgδ、电导率或油中电荷密度。通常测量介质损耗因数tgδ较简便。
例如，某电厂一台240MVA变压器的色谱分析结果出现异常，见表2-168。由表中数据可见，各组分含量均增加，其中C2H2增长很快。
表2-168 色谱分析结果
|
日期
|
气体组分（ppm） |
|||||||
|
H2 |
CH4 |
C2H6 |
C2H4 |
C2H2 |
C1+C2 |
CO |
CO2 |
|
|
1.28 |
1 |
3 |
1 |
5 |
2 |
11 |
69 |
305 |
|
4.14 |
68 |
8 |
3 |
8 |
11 |
30 |
129 |
594 |
|
5.8 |
66 |
12 |
14 |
11 |
16 |
43 |
160 |
673 |
|
5.20 |
52 |
20 |
5 |
13 |
24 |
62 |
182 |
828 |
|
5.24 |
59 |
32 |
4 |
18 |
29 |
83 |
183 |
647 |
|
6.1 |
81 |
16 |
5 |
20 |
30 |
71 |
204 |
682 |
|
6.8 |
114 |
19 |
6 |
25 |
44 |
94 |
215 |
649 |
|
6.9 |
116 |
20 |
7 |
27 |
54 |
108 |
226 |
651 |
经分析是油流带电引起的，于是又进行下列测试：
（1）开启全部油泵进行超声波测量。油泵全开时，导向油管内的最大油速为0.5m/s。测量时，采用AE-PD-4型超声局部放电仪多次捕捉到典型的放电超声信号。在变压器低压出线一侧B相位置检测到很强的局部放电产生的超声信号。信号的强度相当于1m油隙距离、105pC放电量产生的信号大小。它比一般正常变压器测到的信号大2~3个数量级。比同一台变压器上其它部位测得的信号也要大1~3个数量级。
（2）测量绕组静电感应电压：
1） 油泵全开（共5台），用Q3-V型静电电压表，测量结果为：
高压绕组对地：3.4kV（3min稳定值）；
铁芯对地：3.8kV（2min稳定值）；
低压绕组对铁芯：13kV（5min稳定值）；
低压绕组对地：15kV（14min稳定值）。
2） 改变开泵组合，测得低压绕组对地电压为
只开#1泵：1.22kV（3min稳定值）；
只开#4泵：3.2kV（3min稳定值）；
开#1、#2、#4泵：7kV（9min稳定值）；
开#1、#3、#4、#5泵：11kV（7min稳定值）。
3） 测量同型号、同厂家#1主变压器的低压绕组对地电压为
全开泵：1kV（5min稳定值）。
由此可见，2主变压器确实存在油流带电，而使变压器绕组产生静电感应电压，其中以油泵全开状态下的低压绕组感应电压最高，它为正常变压器的15倍。
（3） 测量局部放电量：
1） 常规标准试验条件下的局部放电试验。停泵状态下的常规局部放电试验正常。
2） 测量运行电压下的局部放电量。测量时，C相加额定运行电压，A、B相加半电压。试验分三种状态进行。
不开油泵：测得局部放电量为100pC。
油泵全开：测得局部放电量为500~600pC，间或达到16000pC，偶尔出现幅值很高的单个放电脉冲，放电量达30000及50000pC，在只加半电压的A、B相也出现很大的放电脉冲。
任意停一台油泵，大的放电脉冲个数及幅值明显减少，任意停2台泵，明显的放电脉冲就观察不到。
3） 不加电压，油泵全开状态下的局部放电测量。在这种情况下，仍可观察到放电信号，偶然观察到30000pC的单个放电脉冲，并同时听见放电声。
通过以上油泵全开状态下的局部放电测试，证明变压器确实存在较为严重的油流带电及放电故障。
（4） 测量介质损耗因数tgδ。为分析引起本变压器油流带电的主要原因，测量了变压器油在高温下的介质损耗因数tgδ，如表2-169所示。
表2-169 主变压器油高温介质损耗角正切测量结果
|
序号 |
日期 |
测试项目 |
测试数据 |
|
1 |
6.28 |
油温（℃）
tgδ（%） |
32 70 90 67 60 32
0.13 1.05 2.03 0.77 0.58 0.03 |
|
2 |
9.7 |
油温（℃）
tgδ（%） |
30 70 89
0.1 0.28 1.08 |
|
3 |
12.14 |
油温（℃）
tgδ（%） |
10 70 90 70 65 30
0.02 0.19 0.32 0.19 0.17 0.04 |
|
4 |
6.25 |
油温（℃）
tgδ（%） |
25 70 90 64
0 0.10 0.23 0.10 |
注 1、序号1油样已过滤且加入了3t新油。
2、序号2 油样为开启热虹吸工作了一个半月以后。
3、序号3油样为开启热虹吸工作4个月以后。
4、序号4油样为1号主变压器的。
由表中数据可知，#2变压器的油质量明显不良，好油90℃的tgδ在0.5%以下，其原因是前一年12月2日层发生过油质污染事件。因此油质不良是导致主#2变压器油流带电和色谱分析结果异常的重要原因。
对油质原因导致油流带电的变压器，可因地制宜采用硅胶进行吸附处理，它具有效果显著，经济易行的优点，对装有热虹吸装置的变压器应适当开启使用，以确保油质经常处于良好状态。
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