近年來隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會用電量與日俱增，電網(wǎng)事業(yè)得到了迅速的發(fā)展。變壓器作為電網(wǎng)中的重要設(shè)備，其運(yùn)行正常與否對電網(wǎng)安全具有十分重要的意義。

現(xiàn)階段，全密封變壓器在電網(wǎng)中有著較大存量，但由于設(shè)備結(jié)構(gòu)原因，廠家往往不建議對該類型變壓器進(jìn)行取油操作，大多數(shù)電網(wǎng)公司在完成該變壓器投運(yùn)30天內(nèi)的例行取油工作后，未再持續(xù)開展有效的油色譜跟蹤試驗，使得該類型變壓器僅能依靠帶電檢測及周期6～7年停電試驗進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行情況跟蹤，存在較大的安全隱患。

2017年9月27日15:46，某500kV變電站35kV #1變壓器（型號：SZB9-M-800，生產(chǎn)日期：2010年6月）發(fā)生過流動作，重瓦斯保護(hù)動作跳閘?，F(xiàn)場設(shè)備接線圖如圖1所示。

檢查現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，該變壓器及高低壓側(cè)設(shè)備外觀均正常，引線接頭無燒蝕痕跡，事發(fā)當(dāng)時未進(jìn)行調(diào)檔，本體瓦斯繼電器內(nèi)存在大量氣體。核查監(jiān)控后臺，故障時該變壓器電流一次側(cè)電流70.38A，二次側(cè)1.173A。電流互感器變比為300/5，超過過流定值0.64A，過流保護(hù)動作，變壓器本體輕瓦斯、重瓦斯動作，有載重瓦斯跳閘，未發(fā)現(xiàn)有區(qū)外故障。

圖1 現(xiàn)場設(shè)備接線圖

檢查該變壓器歷史運(yùn)行情況，最近一次調(diào)檔時間為2017年9月5日，從3檔調(diào)至4檔。帶電測試方面，該變壓器鐵心及夾件未外引，歷次紅外測溫圖譜無異常。高壓試驗方面，最近一次試驗時間為2017年6月22日，試驗結(jié)果均正常。

油氣試驗方面，由于該變壓器為全密封油浸式變壓器，廠家認(rèn)為在其壽命期（20～30年），正常使用狀態(tài)下，沒有必要抽取油樣做檢驗，故投運(yùn)后取油10次即停止取油，上次油氣試驗數(shù)據(jù)時間間隔較為久遠(yuǎn)，不具備參考價值。

1 現(xiàn)場試驗

1.1 油氣試驗

試驗人員到達(dá)現(xiàn)場后對該變壓器本體、瓦斯繼電器、有載調(diào)壓開關(guān)分別進(jìn)行了取樣，油氣試驗結(jié)果見表1。

表1 油氣試驗結(jié)果

從表1可知，變壓器有載開關(guān)油樣微水及耐壓試驗正常，本體油樣、瓦斯繼電器油樣中的H2、C2H2、總烴數(shù)據(jù)具備一致性，均遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)值，證實該變壓器內(nèi)部存在過熱及放電現(xiàn)象。

1.2 高壓試驗

當(dāng)日同時進(jìn)行了高壓試驗，現(xiàn)場天氣晴，環(huán)境溫度33℃，濕度百分比56%，變壓器油溫35℃，絕緣類試驗，包括絕緣電阻、介損和電容量以及外施工頻耐壓，數(shù)據(jù)均合格，說明變壓器未有貫穿性絕緣損傷，主絕緣正常。

變壓器直流電阻測試過程中（數(shù)據(jù)見表2），高壓側(cè)AB和AC直流電阻數(shù)值相當(dāng)，但均約為出廠和交接值的1.5倍。BC直流電阻初次測試時使用A廠家的BZC3395型直流電阻測試儀的1A檔（量程100m?～20?）進(jìn)行，但電流僅能充至0.59A，無法測試出結(jié)果。

換用B廠家的JYR-50C型直流電阻測試儀的1A檔（量程20m?～24?）復(fù)測，依然存在相同問題。后換用15mA檔（量程20?～20k?）測試，測得BC相直流電阻數(shù)值約為AB相或AC相的2倍，3個高壓側(cè)線電阻初值差及平衡率均嚴(yán)重超標(biāo)。

表2 直流電阻試驗結(jié)果

為驗證直流電阻測試結(jié)果，隨即進(jìn)行了變比試驗，結(jié)果見表3。

表3 變比試驗結(jié)果

表3中變比測試結(jié)果顯示BC變比異常，與表2中直流電阻測試結(jié)果相互印證，懷疑BC繞組間存在故障。

2 數(shù)據(jù)分析

考慮到該變壓器歷史運(yùn)行過程及試驗數(shù)據(jù)均無異常，故初步懷疑存在以下3種故障可能：①三相繞組中存在匝間短路；②繞組焊接不良或斷股；③分接開關(guān)接觸不良。

表4 高壓側(cè)相電阻對比

由表4可知高壓側(cè)相電阻數(shù)據(jù)均在合格范圍內(nèi)，隨后對有載分接開關(guān)進(jìn)行排查，數(shù)據(jù)見表5。

表5 各檔之間直阻差值

通過對比相鄰檔位間的直阻數(shù)據(jù)差值，縱向?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)不同檔位之間直阻差值變化較為平均，但橫向?qū)Ρ菳C間直阻差值明顯大于其他兩組的差值，現(xiàn)場進(jìn)一步采用了有載調(diào)壓開關(guān)測試儀進(jìn)行了拍波測試，發(fā)現(xiàn)AB、CA的拍波圖均與歷史圖相似，但BC拍波圖存在異常。

以4檔切換至3檔的拍波圖為例（如圖2—圖4所示，其余波形相似）。

由圖2—圖4可以明顯看出，該變壓器BC的拍波圖與其余兩相存在明顯的差異，且不同檔位間圖像具有高度一致性。根據(jù)該變壓器BC直流電阻測試過程中，無法通過1A測試電流，但可以通過15mA測試電流的現(xiàn)象，初步判斷有載調(diào)壓開關(guān)無異常，但BC間繞組存在部分熔斷現(xiàn)象，需要解體對BC間繞組情況進(jìn)行驗證。

圖2 變壓器AB 4檔到3檔拍波圖

圖3 變壓器BC 4檔到3檔拍波圖

圖4 變壓器CA 4檔到3檔拍波圖

3 解體分析

10月10日對該變壓器進(jìn)行了解體，解體后對直流電阻與變比結(jié)果進(jìn)行了復(fù)測，測試結(jié)果與解體前相同，有載調(diào)壓開關(guān)過渡電阻數(shù)值與銘牌相符。

圖5 變壓器高壓繞組B相某層匝間短路

高壓繞組B相端部層間絕緣及周圍引線表面有燒黑碳化痕跡（如圖5所示），而器身及線圈其他部位、調(diào)壓開關(guān)芯子等附件未發(fā)現(xiàn)異常，故判定該變壓器高壓繞組B相某層發(fā)生匝間短路，導(dǎo)致了變壓器內(nèi)部放電及過熱現(xiàn)象，故障情況下產(chǎn)生大量氣體，涌入變壓器瓦斯繼電器，并間接涌入有載調(diào)壓開關(guān)所處環(huán)境及其瓦斯繼電器內(nèi)，造成該變壓器重瓦斯動作跳閘。

4 結(jié)論

從本次事件可以看出，雖然由于設(shè)備結(jié)構(gòu)原因，廠家往往不建議對全密封變壓器進(jìn)行取油操作，但由于其多應(yīng)用于低電壓等級環(huán)境，未配備油色譜在線監(jiān)測裝置，且電氣試驗間隔時間較長，對于初期故障紅外測溫受環(huán)境溫度影響，結(jié)果不如油色譜試驗數(shù)據(jù)直觀明了，故對全密封變壓器依然應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行油色譜試驗（必要時予以補(bǔ)油），以保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。