变压器频繁轻瓦斯报警的分析

摘要：xx热电公司2号主变压器轻瓦斯频繁报警，影响发电机组安全运行，通过对设备全面检查，排除主设备故障，确定主变压器内进入空气，经处理后运行正常。针对该案例讨论大型变压器报警时的分析判断思路，提供大型设备预警时的经验借鉴。

关键词：变压器；轻瓦斯；气体继电器；油枕处理

中图分类号： TM4 文献标识码： A

1 设备概况

xx热电公司2号主变压器（下文简称变压器）型号SFP10-370000/220，为220kV双卷式变压器，冷却方式为强迫油循环风冷，与发电机组成单元式接线送入厂内升压站，xx年 9月随机组投入运行。

2 问题的提出

该变压器基建尾期即出现轻瓦斯报警现象，但次数不多，检查后可排除误报的可能，属正常动作。考虑到新安装变压器有存在轻瓦斯动作报警的情况，一般放气2～3次即可恢复正常，该厂决定将变压器投运，但自投运后轻瓦斯报警仍存在，每次报警后，变压器各项检查都没有明显异常，一时无法确认问题，给机组安全运行带来极大隐患。

3 问题过程

3.1 第一次轻瓦斯报警

第一次轻瓦斯报警是在潜油泵及二次接线等完成进行传动试验后，报警后检查气体继电器内充满约300mL气体，将变压器的套管、冷却器、联管等上部的放气塞打开，有气体排出。除此之外，本体外观没有明显异常，二次回路检查正常，各参数也正常，气体继电器在安装前也经权威部门校验合格。重点对变压器油进行色谱检测，并比较分析。

油色谱检测主要是对判断充油电气设备内部故障有价值的气体，即氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳的气体进行含量确定。从检测数据看，最重要的三项指标、总烃远小于注意值，各项数据对比交接试验数据正常，没有明显变化。

因为该变压器尚未带电运行，不存在内部故障出现气体的情形（已排除电气试验误操作的可能）。初步分析判断为变压器内可能含有空气，经潜油泵搅动后逸出。

3.2 投运后初期的检查

该变压器10月16日投运后，至10月28日168小时试运完，运行情况正常，没有出现轻瓦斯报警等异常现象。试运过程中按要求对变压器油样进行了色谱检测。从检测数据看，各项数据均在合格范围内，与初期数据对比，无明显变化。

3.3 第二次轻瓦斯报警

在11月1日，该变压器再次发轻瓦斯报警信号，这是正式带电投运后第一次报警，检查变压器电流、电压，直流系统绝缘正常，且无其他保护动作信号，现场检查油位、油面及绕组温度、变压器声音均正常，检查变压器的油枕、呼吸器、压力释放阀无喷油、冒油现象。在变压器下部气体继电器引下的取气盒进行放油，约10分钟后，取气盒内出现气体，由此可排除误动作的情况。经过取气、放气处理后， 轻瓦斯报警信号复归。

11月1日后，该变压器轻瓦斯报警开始频繁，约10天1次，各项检查也未见异常。分别对该变压器进行油、气样检测，结果均正常（各项数据没有明显变化。几次分析结果差异也较小）。

3.4 最后一次轻瓦斯报警

进入次年年初，轻瓦斯报警现象与之前相比几乎消失，而检查发现的一个现象是油枕呼吸器呼吸明显不畅，气泡翻动间隔时间长，之前没有这个现象。

气温回暖后，5月，该变压器压力释放阀动作、喷油，同时伴轻瓦斯报警，当时机组负荷280MW， 变压器电流、电压，直流系统均正常，取油样、气样分析仍正常。

4 原因分析

夏秋季频繁报警而冬季几乎不报警就是气体热胀冷缩的特点所致，应该是变压器里含有较多气体所致。但检测表明可能会因故障而产生的气体并未增多（空气不在检测范围）。

油样检测过程也说明该问题：对比其他大型变压器油样检测发现，在检测过程的气体置换环节该变压器气体置换量较其他变压器的要多许多。

而压力释放阀动作也有助于进行判断，因为造成压力释放阀动作除了变压器确有问题外，含空气、假油位、油枕不呼吸也会造成。

结合之后的停电检查情况看，油枕内含有空气、胶囊未完全张开是主要原因。综合分析原因如下：

变压器内，尤其油枕内含有大量空气，通过与变压器本体“呼吸”，造成气体继电器逐渐集气后轻瓦斯报警。油枕皮质胶囊在未完全张开适形的情况下反复“呼吸”， 到次年年初，柔软的胶囊可能发生叠合、将与呼吸器连接的管口“塞”住了大半，造成呼吸器功能缺失。巧合的是当时气温降低，“呼吸”效应减弱，油流、气流相对减缓，变压器储油柜内空气缺乏“流通”，造成气体继电器集气减慢，给人假象是“轻瓦斯报警”消失。换言之，此时的变压器因缺乏“呼吸”而处在一个“憋压”状态。气温转暖后，5月当日烈日暴晒，变压器油受热膨胀后无法“呼吸”，造成内部压力骤升，压力释放阀动作泄压。

纵观过程，将检测数据前后对比以及过程的分析，可以排除变压器内部存在电故障或热故障，变压器的主绝缘及绕组、铁芯部分没有问题，判断报警原因就是变压器里含有较多空气所致。

5 处理过程

次年5月20日，2号机组开始计划停机小修，该变压器也随之进行检查。

打开油枕后，发现胶囊未完全张开，而且实际油位（看油枕内油印）比外部显示要低10厘米左右。由此可判断油枕内含有大量空气，油枕油位是假油位。造成假油位的情况可能是在变压器二次注油时，未严格按工艺进行，储油柜内空气未排净。

发现问题后，考虑到变压器油和空气已接触半年多，将会加速变压器油的老化，决定对该变压器放油，并重新抽真空、注油、热油循环，同时对二次注油也加强了监督。油务工作完成后进行相关电气试验合格。

经彻底处理后，该变压器至今三年多运行工况良好。

6 结语

（1）大型变压器真空注油工艺很关键。一旦未按工艺严格执行，就会引起一系列问题，影响判断，如发生轻瓦斯报警以及压力释放阀动作，都是大型变压器有严重问题的征兆，作为专业人员须认真对待。

（2）分析判断很重要。发生轻瓦斯报警以及压力释放阀动作，在缺乏细致分析的前提下，很可能就会即时安排检查，这样必然会影响发电工作，造成影响。本次该厂在充分的数据检测支持下，通过细致的判断，结合冬季气候特点，按计划检修时间进行了处理，没有影响生产。

参考文献

[1] 绝缘油中溶解气体组分含量的气相色谱测定法（DL/ T703-1999）[S].

[2] 变压器油中溶解气体分析和判断导则（DL/T722-2000） [S].

[3] 华北电科院-变压器油中溶解气体色谱分析和故障诊断.