1 问题的发现
南京市雨花变电站1号主变压器是合肥ABB变压器公司制造,1998年3月出厂,1998年6月投入运行。该主变压器额定电压为220/110/10 kV,额定容量为120 000 kVA,接线组别YN、ao、d11。
2002年5月29日,南京供电公司对该变压器进行周期预防性试验时,发现主变本体介质损耗大幅度上升。试验时,天气晴,环境温度28 ℃,上层油温42 ℃,湿度65%。部分试验数据见表1。
试验前主变压器运行正常,无渗漏。但根据表1中数据表明介质损耗大幅上升,且严重超标,为找出问题所在,又对变压器其他部位进行了介质损耗试验,并查出该变压器历年的试验数据,具体数据见表3及表4。
表1 1号主变压器部分试验数据
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项 目
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绝缘电阻/M
(R60/R15)
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吸收比
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介质损耗/%
(tgδ)
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电容量/pF
(Cx)
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高压-低压及地
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650/535
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1.21
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2.200
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13068
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低压—高压及地
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540/370
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1.41
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3.104
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17211
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氢 甲烷 乙烷 乙烯 乙炔 总烃 一氧化碳 二氧化碳
15 5.1 0.2 0.7 0 6.0 682 562
注:油中含水量为17×10-6;油介质损耗(90 ℃)为1%
表3 变压器其他部位介质损耗试验数据
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项目
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tgδ(%)
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Cx(pF)
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高压-低压
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3.468
|
6868
|
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高压-地
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0.633
|
6118.2
|
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高低压-地
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2.022
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6576
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低压-地
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2.851
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10346
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低压-高压
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3.490
|
6868
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低压-铁心
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3.162
|
7405
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低压-铁心及夹件
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2.950
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9808
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低压-地
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0.486
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526.20
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表4 历年试验数据
根据表4中数据分析,发现介质损耗逐年增大。
2 原因分析
2002年5月29日的预防性试验数据显示,该变压器的介质损耗已严重超标,不能投入运行。为慎重起见,2002年5月30日对部分试验项目进行了复试,并增加了一些试验项目,以进一步判断,试验数据见表5及表6。试验时天气晴,本体温度36 ℃。
对试验数据进行分析,其结果为以下几方面。
(1) 变压器无渗漏且油中含水量不高,为17×10-6(见表2);较容易积累水分的铁心对地部位,介质损耗值较低为0.883%,见表6。
表5 复试试验绝缘电阻及吸收比
(2) 变压器内部涉及纸绝缘多的部位,介质损耗值高,例如高压和低压绕组之间的部位为2.682%(见表6)。
表6 复试试验介质损耗及电容量
涉及以油为主绝缘的部位,介质损耗值低,例如高压绕组与油箱壁介质损耗值为0.633(见表3)。铁心对地之间的部位介质损耗值为0.883%(见表6)。因此,纸绝缘的介质损耗上升是主要倾向。
(3) 该变压器油产于大连,因工艺原因曾发生多次油质劣化而导致介质损耗上升的问题。这种因变压器油劣化,杂质进入纸绝缘,而导致纸绝缘介质损耗上升的缺陷,已在国内多处变压器和互感器中发生。而且,杂质是变压器油本身劣化而产生,该杂质进入纸纤维,造成纸绝缘介质损耗上升,该劣化油的分子链不稳定,受光线照射后,其介质损耗值会迅速下降,因此会出现设备整体的介质损耗值大,劣化源(变压器油)现场测试介质损耗值反而小的现象。
3 处理过程
由于该变压器油已劣化,并进入纸绝缘,因此必须全部更换。采用新油循环对器身淋真空,以尽量置换纸绝缘中的劣化油。
首先放尽劣化的变压器油,热油循环淋分别用流量6 000 L和4 000 L真空滤油机各一台(加热功率144 kW),用两根淋管通过自制的法兰进入主变压器固定在线圈上部。用了4 t新的尼纳斯油加温对变压器的器身自上而下进行循环淋。
热油淋时进、出油口的温度分别为90 ℃和75 ℃,本体温度表显示温度为62 ℃,本体的真空度为-0.025 MPa,。持续12 h,停止热油淋,本体抽真空,真空度为-0.1 MPa,8 h后用高纯空气破真空至常压(或-0.025 Mpa),时间为2 h,如此为一个循环。
2个循环后做一次介质损耗试验,共进行了8个循环,做了4次试验,数据见表7。
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日期
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本体温度(℃)
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本体介质损耗(%)
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电容量(pF)
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实测绝缘电阻
(R60/R15)
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(实测值)
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折算到200 ℃
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||||||||
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H-L,E
|
L-H,E
|
H-L.E
|
L-H,E
|
H-L,E
|
L-H,E
|
H-L,E
|
L-H,E
|
||
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6月3日(抽油后)
|
33
|
1.659
|
2.108
|
1.180
|
1.498
|
9 260.1
|
10939
|
6950/3800
|
5900/2500
|
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6月5日(第2次循环)
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44
|
2.312
|
2.533
|
1.230
|
1.350
|
9283.1
|
10986
|
5200/3280
|
5300/2840
|
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6月7日(第4次循环)
|
44
|
1.353
|
1.199
|
0.721
|
0.639
|
9322.4
|
10863
|
8250/4920
|
9600/4720
|
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6月9日(第6次循环)
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42
|
0.863
|
0.623
|
0.484
|
0.350
|
9289.5
|
10814
|
4320/3380
|
11300/5750
|
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6月10日(第8次循环)
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44
|
0.728
|
0.546
|
0.388
|
0.291
|
9238.1
|
10823
|
3180/2800
|
9550/6000
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6月12日(注入新油后)
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40
|
0.349
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0.273
|
0.207
|
0.162
|
13097
|
17240
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10300/7300
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11000/8350
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4 结束语
本省已有4台220 kV变压器出现油质劣化问题,
对于已确认或怀疑是采用大连产变压器油的变压器,应特别注意绕组介质损耗的上升和绝缘电阻的下降趋势,并区别是进水受潮还是油值劣化。本文所列举的降低变压器纸绝缘介质损耗的方法,比较成功,可供有关单位参考。
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