【正文】 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖 1 變壓器繞組及分接開(kāi)關(guān)的電氣接線圖 1月 20日拆除 C相高壓套管，對(duì)高壓引線焊接部位（圖 1中的 G3點(diǎn)）進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)放電和過(guò)熱異常；又在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)變壓器放油，從人孔進(jìn)入檢查本體，檢查選擇開(kāi)關(guān)到調(diào)壓線圈各聯(lián)結(jié)點(diǎn)的壓接情況，其中，重點(diǎn)檢查故障相有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)選擇開(kāi)關(guān)極性轉(zhuǎn)換器的 CK點(diǎn)（如圖 1位置），無(wú)聯(lián)結(jié)松動(dòng)和放電痕跡；檢查變壓器內(nèi)部可見(jiàn)部位，未發(fā)現(xiàn)集炭發(fā)黑或過(guò)熱異常，因該變壓器 C相線包在人孔的另一側(cè)，工作人員無(wú)法進(jìn)入而進(jìn)行更詳細(xì)檢查；又從選擇開(kāi)關(guān)的極性轉(zhuǎn)換器的 CK點(diǎn)處解除調(diào)壓線圈，直接對(duì)三相主線圈的直流電阻進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得電阻值分別為 RA AK=， RB BK=， RC CK=， C相電阻值仍然明顯偏大，不平衡系數(shù)在 25%以上； ? 22日在現(xiàn)場(chǎng)按照制造廠要求對(duì)變壓器吊罩進(jìn)一步檢查 ， 外部可見(jiàn)線圈的焊接部位無(wú)發(fā)熱和燒灼痕跡；剝開(kāi) C相導(dǎo)線根部 H3點(diǎn)和其它焊接部位的絕緣包扎層 ， 焊接質(zhì)量良好 ， 所以 ， 判定變壓器故障部位在 C相主線圈內(nèi)部 ， 結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果分析 ， 具體故障部位應(yīng)該在 C相繞組內(nèi)部導(dǎo)線的換位焊接點(diǎn)處；變壓器只能返廠檢查和修復(fù) 。 ? 變壓器返廠后吊出調(diào)壓線圈 ， 在 C相主線圈自下而上第 28段內(nèi)層 ， 發(fā)現(xiàn)換位處的導(dǎo)線搭接處因虛焊而被燒斷 ， 外包的絕緣紙燒焦 。 對(duì)該點(diǎn)重新焊接并加強(qiáng)導(dǎo)線絕緣包扎；修復(fù)后的變壓器于 2月 5日返回變電站 ， 安裝投運(yùn)后運(yùn)行良好 。 5 故障的原因分析與防范措施 從以上的檢查試驗(yàn)過(guò)程可以知道，本次變壓器高壓繞組斷股故障的直接原因，應(yīng)該是線圈導(dǎo)線的焊接質(zhì)量不良引起；只所以變壓器能夠順利通過(guò)出廠及交接驗(yàn)收的所有試驗(yàn)項(xiàng)目，并經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而無(wú)發(fā)熱現(xiàn)象（本次故障前變壓器油色譜分析正常），也未暴露出故障其它象征，主要是因?yàn)椋阂皇钦y(cè)量直流電阻的電流（一般為 5A20A）較小，只要是有一定的接觸面測(cè)試結(jié)果就能合格。二是運(yùn)行后變壓器的實(shí)際負(fù)載電流?。ú坏筋~定電流的十分之一），四股導(dǎo)線組成的線圈僅有一股導(dǎo)線焊接質(zhì)量不良，還不會(huì)導(dǎo)致線圈過(guò)熱。 ? 1月 18日 10kV出線電纜頭處的 a、 c相短路故障 ，使變壓器經(jīng)受了近距離出口短路電流的沖擊 ， 雖然 10kV出線開(kāi)關(guān)掉閘的同時(shí)變壓器未能損壞故障 ，但超過(guò)額定電流數(shù)倍的短路電流通過(guò)繞組導(dǎo)線 ，短路電流產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力和超過(guò)允許運(yùn)行溫度數(shù)倍的瞬間高溫 ， 使繞組發(fā)生一定的變形 ， 使導(dǎo)線換位處的不良焊接點(diǎn)遭到進(jìn)一步破壞 ， 給本次高壓繞組斷股故障留下隱患 ， 使變壓器在發(fā)電廠正常并網(wǎng)電流的擾動(dòng)下 ， 即發(fā)生了高壓繞組斷股故障 。 該股導(dǎo)線燒斷時(shí) ， 由于變壓器保護(hù)動(dòng)作及時(shí) ，沒(méi)有損壞相臨導(dǎo)線的絕緣而發(fā)生短路 ， 試驗(yàn)時(shí)僅發(fā)現(xiàn)變壓器油中乙炔含量高和高壓繞組三相直流電阻不平衡 。 認(rèn)為要避免類似故障發(fā)生 ， 應(yīng)重點(diǎn)采取以下防范措施： ， 受力情況復(fù)雜 ，其焊接點(diǎn)在經(jīng)過(guò)短路電流時(shí)容易發(fā)生斷股 ， 危急變壓器安全運(yùn)行 ， 是變壓器制造過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；變壓器制造廠家應(yīng)保證焊接導(dǎo)線足夠的搭接長(zhǎng)度 ， 改進(jìn)焊接工藝 ， 提高焊接質(zhì)量 ， 以適當(dāng)增加其抗彎和拉伸強(qiáng)度 。 要求 ， 減少變壓器低壓出口短路故障的幾率 ， 是減少短路損壞事故的重要技術(shù)措施；除加強(qiáng)設(shè)備的檢修維護(hù)和提高裝置絕緣水平外 ， 還應(yīng)采取減少氣候環(huán)境及污穢影響的措施 ， 通過(guò)壓縮變壓器主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間 ， 縮短故障電流的作用時(shí)間等等 。 ， 不管是否引起變壓器掉閘 ， 應(yīng)盡快判別繞組是否變形和絕緣是否損壞 ， 要盡快取油樣進(jìn)行油色譜化驗(yàn) ， 根據(jù)氣體組分含量進(jìn)行分析 ， 一旦C2H2急劇上升 ， 說(shuō)明線圈可能遭到破壞 。 有條件時(shí)應(yīng)進(jìn)行全面電氣試驗(yàn) ， 以排除線圈絕緣損壞的可能 ， 直流電阻測(cè)量是發(fā)現(xiàn)繞組是否損壞的最有效手段 。 ， 建立配電線路故障分析記錄 ， 記錄應(yīng)包涵每條配電線路的掉閘情況 ， 故障電流大小 ， 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 ， 故障點(diǎn)距變電站的電氣距離等 ， 以之指導(dǎo)變壓器的運(yùn)行試驗(yàn)和狀態(tài)檢修 。 ， 高壓和低壓繞組都有斷股損壞的可能 ， 故障的查找應(yīng)該針對(duì)不同變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ， 由簡(jiǎn)到繁 ， 加強(qiáng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析 ， 準(zhǔn)確對(duì)損壞部位定性和定位 ， 盡量減少現(xiàn)場(chǎng)吊罩 ， 并盡快聯(lián)系制造廠家做好修復(fù)準(zhǔn)備 。 第四章：氣相色譜法對(duì)大型變壓器故障的綜合分析 ? 用氣相色譜法分析判斷變壓器故障 ， 是從運(yùn)行中的變壓器油中取出油樣 ， 對(duì)油中所溶解的氣體進(jìn)行分離和分析 ， 確定溶解在油中特征氣體的組分和含量 ， 來(lái)分析判斷變壓器的運(yùn)行狀態(tài)和故障類別； 96年修訂后的 《 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程 》 ， 在變壓器全部 32項(xiàng)預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目中 ， 首先把油中溶解氣體色譜分析放在了第一位；同時(shí)規(guī)定判斷故障時(shí)可供選用的試驗(yàn)項(xiàng)目 ， 也將油中氣體分析判斷異常做為首選 ，而且 ， 在判斷故障的 6項(xiàng)供選項(xiàng)目中 ， 僅判斷絕緣受潮可不考慮油中溶解氣體的分析；由此可見(jiàn) ， 油中溶解氣體色譜分析 ， 在變壓器的安全運(yùn)行和故障判斷中占有相當(dāng)重要的地位 。 ? 在變壓器故障的診斷檢測(cè)技術(shù)中 ， 靠分析油中可燃性特征氣體的成份和含量 ， 即用氣相色譜分析法來(lái)分析診斷變壓器內(nèi)部故障 ， 由于其靈敏有效 ， 在供電生產(chǎn)實(shí)際中愈加受到關(guān)注和應(yīng)用；特別是能夠在變壓器運(yùn)行過(guò)程中 ， 發(fā)現(xiàn)其潛伏性的早期故障 ， 避免變壓器損壞事故發(fā)生 ， 是目前所有電氣試驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)法替代的；這是由于有些故障不發(fā)展到一定的程度 ， 其電氣特性就不會(huì)發(fā)生任何質(zhì)的變化 ， 試驗(yàn)項(xiàng)目的電氣量也就不能充分體現(xiàn)； ? 但 ， 由于變壓器油中可燃性特征氣體的來(lái)源較為復(fù)雜 ， 氣相色譜法也有一定的局限性 ，如：很難判斷故障的準(zhǔn)確部位或部件 ， 甚至還會(huì)誤判造成不必要的檢修；因此 ， 氣相色譜分析法判斷故障 ， 必須和電氣試驗(yàn)項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合 ， 進(jìn)行綜合分析判斷 ， 才能準(zhǔn)確的對(duì)故障定性和定量識(shí)別 ， 這也是預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程一再明確的要求 。 本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例 ， 介紹利用氣相色譜分析法 ， 對(duì)變壓器的故障綜合分析判斷 ， 提出有關(guān)實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng) 。 一 、 油中溶解氣體和變壓器故障之間的關(guān)系 眾所周知 ， 變壓器油做為一種良好的介質(zhì) ， 在變壓器中主要起電氣絕緣和冷卻散熱的作用 ， 在變壓器內(nèi)部一旦發(fā)生過(guò)熱和放電故障時(shí) ， 變壓器油和其它絕緣材料就會(huì)發(fā)生化學(xué)分解 ， 產(chǎn)生特定的烴類氣體和 H 碳氧化物等 ， 這些氣體的種類 、 數(shù)量和產(chǎn)氣速度往往又與故障的溫度密切相關(guān)；理論實(shí)踐證明 ， 隨著故障溫度的升高 ， 產(chǎn)氣量最大的烴類氣體依次為 CH C2H C2H C2H2。 而這些特征氣體大部分溶解在變壓器油中 ， 少量上升至油的表面 ，并進(jìn)入瓦斯繼電器 。 所以 ， 定期測(cè)量變壓器油中溶解特征氣體的成分和含量 ， 即能判定變壓器內(nèi)部的發(fā)熱程度 ， 靠分析發(fā)熱或放電點(diǎn)的溫度來(lái)確定是否存在故障 ， 以及故障的性質(zhì) 、 類別和嚴(yán)重程度 。 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則 ， 給出特征氣體與溫度及故障類別的關(guān)系表 1： 表 1：特征氣體與故障性質(zhì)的關(guān)系 序號(hào) 故障性質(zhì) 特征氣體的特點(diǎn) 1 一般過(guò)熱性故障 總烴較高 ， C2H2小于 5ul/l的注意值 ， 故障處于早期階段 ， 產(chǎn)氣的速率較慢 2 嚴(yán)重過(guò)熱性故障 總烴高 ， C2H2可能大于 5ul/l， 但尚未構(gòu)成總烴的主要成分 ， H2的含量較高 ， 產(chǎn)氣速率快 。 3 局部放電 總烴不高 ， H2的含量大于 150 ul/l的注意值 ， CH4占總烴的主要成分 4 火花放電 總烴不高 ， C2H2含量較高 ， 往往大于 10ul/l， H2的含量較高 。 5 電弧放電 總烴高 ， C2H2含量高往往構(gòu)成總烴的主要成分 ， H2的含量高 。 ? 事例分析在前面已有介紹，在次省略。 ? 二 、 氣相色譜法分析變壓器故障的注意事項(xiàng) ? 從許多典型實(shí)例中可以發(fā)現(xiàn) ， 變壓器油中溶解的特征氣體除與故障性質(zhì)有關(guān)外 ， 還與變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ， 氣體產(chǎn)生的原因有關(guān) ， 與故障的部位和故障嚴(yán)重程度有關(guān) ， 因此必須進(jìn)行綜合的判斷分析 ， 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)分析判斷的經(jīng)驗(yàn) ， 認(rèn)為應(yīng)注意如下幾個(gè)方面的問(wèn)題 。 ? 首先要判定油中溶解的氣體 ， 是否來(lái)自變壓器內(nèi)部故障以外的原因 ， 防止造成誤判斷； ? 一是變壓器箱體帶油補(bǔ)焊 ， 焊接的高溫使油分解產(chǎn)生大量的氫和烴類氣體 ， 往往誤判為高溫兼放電故障；所以確需帶油焊接 ， 應(yīng)對(duì)變壓器進(jìn)行脫氣處理 ， 并隨時(shí)檢測(cè)其特征氣體含量 。 ? 二是補(bǔ)加了不合格的變壓器油 ， 這是對(duì)貯存油管理不嚴(yán)造成 ， 補(bǔ)加的油應(yīng)通過(guò)色譜分析確認(rèn)合格 。 ? 三是對(duì)有載調(diào)壓變壓器 ， 由于切換開(kāi)關(guān)室滲漏 ， 引起變壓器本體油中的 C2H2 、 H2 、 CO、 CO2等含量高 ， 需要認(rèn)真區(qū)分 。 ? 四是變壓器本體中殘存的氣體在運(yùn)行過(guò)程中慢慢釋放 ， 這一般是變壓器制造安裝過(guò)程或故障處理后 ， 未經(jīng)脫氣或脫氣不徹底造成 ， 變壓器的安裝應(yīng)嚴(yán)格工藝規(guī)程 ， 確保脫氣的時(shí)間和真空度 。 ? 五是取油樣的容器不潔 ， 色譜儀誤差 ， 操作方法不正確等等人為因素 ， 也容易誤認(rèn)為變壓器本體存在可燃性的特征氣體 。 ? 另外 ， 變壓器受潮 ， 制造中使用了不銹鋼等活性金屬材料 ，油流帶電等外部的因素也會(huì)造成 C2H2等特征氣體的升高 。 ? 運(yùn)行中的變壓器一旦發(fā)現(xiàn)色譜分析異常 ， 應(yīng)打破周期界限 ， 及時(shí)進(jìn)行跟蹤分析 ，并對(duì)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較 ， 確定跟蹤分析的頻度和周期 ， 找到歷次數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)和規(guī)律 ， 以便果斷確定變壓器是否立即停運(yùn) ， 進(jìn)行進(jìn)一步的檢查；進(jìn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比分析是保證色譜對(duì)故障分析正確的重要環(huán)節(jié) ， 切不可靠一次的數(shù)據(jù)輕易做出判斷 。 ? 放電性故障極易造成變壓器事故 ， 引起供電中斷； C2H2是放電性故障的特征氣體 ， 一旦出現(xiàn) ， 即使小于規(guī)定的 5ul/l注意值 ， 也應(yīng)引起高度的重視 ， 若 C2H2的含量不斷上升或產(chǎn)氣速率高 ， 在不能確定其產(chǎn)生的原因不危及變壓器安全運(yùn)行時(shí) ， 應(yīng)立即停止變壓器的運(yùn)行 。 ? 變壓器在運(yùn)行過(guò)程中一旦發(fā)生故障 （ 輕瓦斯發(fā)信 、 重瓦斯掉閘 ， 差動(dòng)保護(hù)掉閘等 ） 或電氣試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)異常 ， 也應(yīng)立即取油樣進(jìn)行色譜分析 ， 通過(guò)分析油中特征氣體的組分和含