电力变压器分接开关错位发热故障分析及维修探讨

郭兴   严迁丽

陕西华电榆横煤电有限责任公司榆横电厂   陕西榆林   719000 

摘要： 某火电厂机组为2×660MW超临界火力发电机组，10kV厂用电配置有高厂变、高公变，高厂变、高公高压侧均直接接至发电机出口封闭母线，高厂变低压侧A分支连接至10KV A段，高厂变低压侧B分支连接至10KV B段，高公变低压侧接至10kV C段。1、2号机组高厂变为特变电工沈阳变压器集团有限公司产品，型号为：SFF9-CY-70000/20。2022年6月在例行检测中发现改变压器产品油样指标超过《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL_T 722-2014）相关标准要求，根据油色谱分析，故障类型为300-700°C中温过热。根据产品结构及色谱分析典型故障判断，产品分接开关、引线接头连接或焊接不良引起的局部过热的可能性较大，对其进行吊罩检修，进行故障处理，恢复设备正常投运。

关键词：厂高变；油色谱分析；中温过热；引线接头连接；焊接不良。 

一、基本情况

2022年06月，化验班例行对2号机高厂变、高公变油质进行简化分析和色谱分析，发现2号机高厂变气相色谱数值异常。为保证结果准确性，次日运行部化验班再次进行2号机高厂变气相色谱分析，两次化验结果均超过《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL_T722-2014）相关标准要求，根据试验数据计算出其产气率，详见下表：

时间 项目		6月27	6月23	绝对产生速率	运行中设备有种溶解气体绝对产气速率注意值（密封式）
氢气H2		333.93	157.29	1027.21	≤10
甲烷CH4		868.10	764.14	604.55
乙烷C2H6		368.34	314.68	312.05
乙烯C2H4		1076.17	893.77	1060.70
乙炔C2H2		6.39	5.15	7.21	≤0.2
总   烃		2318.99	1977.74	1984.4643	≤12
一氧化碳CO		112.55	79.11	194.46	≤100
二氧化碳CO2		1788.33	1451.60	336.73	≤200
				M=20.4t Ρ=0.877t/m³

为确保试验准确性，同时将2号机高厂变油质取样送检至有资质单位进行复核对比试验。最终确定2号机高厂变油质中氢气H2、乙炔C2H2、总烃含量超标，故障为300-700°C中温过热。经与设备厂家、电科院分析讨论，为防止2号机高厂变故障恶化导致机组不安全事件发生，将2号机10kV工作A、B段电源临时切至启备变运行，保持2号机高厂变空载运行，同时每天取一次油质进行气相色谱分析，跟踪变压器内总烃量趋势变化，经过一周取样化验，2号机高厂变空载后总烃量保持稳定。

二、检查方案

2.1办理工作票、停电、验电、安全技术交底。

2.2拆除变压器的外部电气连接引线和二次接线。

2.3变压器迁移，迁移基础后检修前试验，排油、拆卸套管、升高座、储油柜、散热器、气体继电器、分接开关、压力释放阀、联管、温度计等附属装置，在储油柜放油时应检查油位计指示是否正确并记录油位刻度值。

2.4排出全部油并进行循环处理。

2.5变压器主体密封，抽真空。

2.6变压器吊器身检修检修铁芯、绕组，故障检查处置、真空处理、迁移运输返回基础。

2.7变压器安装，更换密封胶垫、检修全部阀门及油箱回装钟罩紧固螺栓后按规定注油。

2.8安装套管，并装好内部引线，

2.9散热器等附属装置。

2.10产品抽空、注油至规定的油位线，变压器热油循环。

2.11检修后进行电气和油的试验，合格后变压器归位。

2.12高、低压封母恢复。

2.13机组启动，变压器带电。

2.14变压器带电后监视运行情况.

三、现场检查情况

根据2号机高厂变油色谱分析，产品故障比值编码为001，故障类型为300-700°C中温过热。依据产品结构及色谱分析典型故障判断，产品分接开关、引线接头连接或焊接不良引起的局部过热的可能性较大，为彻查故障情况，产品在吊罩检修过程中重点对上述部位进行了详细的检查，发现高压C相分接开关动定触头间未完全接触、出现触头过热烧蚀，触头表面防腐图层损坏，动定触头间等位连线因过热碳化、熔断。

四、原因分析

1. 2号机高厂变气相色谱数值异常原因：由于变压器C相分接开关行程未到位，分接开关动触头与静触头接触电阻较大，载流面积变小，在负载电流的长期作用下，引起分接开关内部异常过热，导致油质分解，产生氢气H2、乙炔C2H2、总烃等物质。

2.变压器C相分接开关行程未到位原因：此变压器分接开关工作原理是通过调节位于变压器器身外部无载调压开关，带动与变压器内部分接开关机构连接的绝缘杆，实现分接开关动触头位置的调整。2号机高厂变在2021年6月变压器高压侧绕组直阻测量时，对变压器分接开关1至5档进行转换操作，测量变压器各个的档位的直阻，测量完成后，恢复至初始档位（3档）时只能依靠观察分接开关外部指示及定位销来判断其位置是否到位，到位后相应的指针指示到相应的档位数字，定位销自动锁定，在变压器吊心检查过程中，检修人员将变压器高压侧分接开关动触头调整至工作档位（3挡）最佳位置，发现C相分接开关的操作机构与A、B相分接开关的角度存在一定的角度差。

 此角度差将导致C相外部分接开关操作机构位置指示已到位，实际C相内部分接开关动触头行程未到位的现象。综上所述，变压器外部操作机构与内部分接开关行程不一致，是导致变压器C相分接开关实际行程未到位的主要原因。

五.处理情况

2022年7月，咨询分接开关设备厂家华明沈阳开关有限公司相关技术人员，告知此产品已于2014年停产，已无相关设备备件。建议用2000目的砂纸对分接开关动、静触头过热氧化部分进行打磨处理，并将其清理干净后进行回装。处理完成后将其分接开关调整至额定工作档位（3档），进行变压器高压侧直阻测试，测试结果与上次及出厂数据进行纵向对比，无明显偏差。测量数据的不平衡率为0.31％，满足《电力设备预防性试验规程》（DL-T 596-2021）6.1.1条：“1600kVA以上变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于相平均值的2%，无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1%”的相关要求。按照上述处理方案处理完成并24h热油循环后设备一次性投运成功，经过一周空载运行，2号机高厂变运行稳定，油质化验数据有轻微缓慢增长（原因为热油循环无法完全将变压器器身内部的杂质彻底清理），但总体数据保持稳定，一周后2号机高厂变带载运行，长时间观察运行稳定，油质化验数据随时间推移整体增长率呈下降趋势。

六、结束语

大型火力发电厂中厂用变压器作为其重要主机设备，其安全运行直接关乎到机组及电网的安全及稳定，设备异常时直接影响企业效益，我们必须根据设备实际情况，综合、准确、全面分析故障原因，采取及时有限措施，防止故障恶化，并结合电网运行情况，在保障机组安全稳定前提下制定专项检修方案，进行故障处理。在设备检修完成后逐步将设备投入系统中，并在前期阶段制定有效的监视措施，利用设备检修机会对同类设备进行举一反三检查，不断提高检修工艺水平，保证电厂设备长期安全、稳定、经济、环保运行。

参考文献：

《电力变压器检修导则》 （DL/T 573—2010）

《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596—2021）

《电力变压器运行规程》（DL/T 572—2010）

《变压器油中溶解气体分析和判断导则》（DL_T 722-2014）

《防止电力生产事故的二十五项重点要求》国能安全[2014]161号