高压电抗器总烃超标故障分析及处理措施唐程1于真2殷红霞1李喜军1董雪莲1

高压电抗器总烃超标故障分析及处理措施唐程1于真2殷红霞1李喜军1董雪莲1

唐程1于真2殷红霞1李喜军1董雪莲1

（1.国网新疆电力公司检修公司新疆乌鲁木齐830002；2.国网新疆电力公司新疆乌鲁木齐830002）

摘要：近年来，随着中央对新疆的开发扶新疆乌鲁木齐持力度加大，新疆的经济发展进入了“快车道”，能源开发方式转变，清洁能源的大量开发，新疆的电网发展也在呈指数倍的增长，电网从之前的220kV到目前的750kV再到±800kV电网的跨越式发展，大量的高压电抗器投入运行。高压电抗器运行的健康水平，关系着整个电网的安全可靠运行。本文针对高压电抗器总烃超标故障发生的原因，及原因进行了分析，并提出了相关处理措施，目的是减少高压电抗器内部故障的发生，确保高压电抗器长期安全稳定运行。

关键字:高压电抗器总烃故障分析处理措施

1.高压电抗器故障出现

1.1设备基本信息

我单位所运维变电站线路高压电抗器于2015年6月投运，生产厂家为山东电力设备有限公司，型号为BKD-80000/800-110。2015年10月29日，周期取样分析后发现C相高压电抗器油色谱数据出现微量乙炔，后续开展了相关跟踪检测工作，油中乙炔含量缓慢增长，总烃含量超过注意值。

1.2总烃数据超标，设备状态初判

利用《DL/T722-2000变压器油中溶解气体分析和判断导则》中变压器、电抗器和套管油中溶解气体含量的注意值判断设备有无故障。高压电抗器总烃值超过了注意值，结合色谱数据增长趋势，由此可以初步判断设备内部存在潜伏性故障。

2.故障原因分析

高压电抗器的内部故障一般可分为两类:即过热故障和放电故障。过热故障按温度高低，可区分为低温过热，中温过热与高温过热三种情况；放电故障又可依据能量密度的不同，可分为高能量放电、低能量放电和局部放电三种类型。至于机械性故障及内部进水受潮等，将最终发展为电性故障而表现出来。

2.1根据色谱数据分析设备故障原因

当设备内部存在过热性故障时，会产生甲烷和乙烯这两个特征气体，二者之和占总烃的80%以上，其次是氢气和乙烷。而且随着故障点温度的升高，乙烯所占的比例将增加。该C相高压电抗器甲烷和乙烯占总烃84.6%，可以初步判断该设备内部有可能存在过热性故障。该台设备内部产生大量的甲烷和氢气成份，这两种组分占氢烃的绝大部分。根据试验数据分析，故障性质也可能为局部放电。

根据C相高压电抗器1月14日的离线试验数据来看，氢气、甲烷各特征气体均有明显的突增现象，由此可以初步推断，该C相高压电抗器内部可能存在局部放电故障。

因特征气体一氧化碳和二氧化碳是反应固体绝缘损坏的重要指标，而这台设备近期的一氧化碳和二氧化碳试验数据均没有明显变化，因此可以排除此次故障涉及固体绝缘。

三比值法验证故障性质

比值范围对应编码

乙炔/乙烯=0.40/2.19=0.18(0.1≥~＜1)1

甲烷/氢气=129.46/129.88=0.996(0.1≥~＜1)0

乙烯/乙烷=2.19/24.4=0.089(＜0.1)0

根据编码规则，可以的得出三比值编码为：100。根据《DL/T722-2000变压器油中溶解气体分析和判断导则》三比值法的说明：编码对应100，对应故障类型为：电弧放电。怀疑该台高抗内部存在局部放电缺陷。

2.2高频电流局部放电检测查找设备故障原因

由于C相高压电抗器无内置特高频传感器，无法开展特高频局部放电检测项目。现场检测人员对该高压电抗器开展了高频电流局部放电检测。

变压器、高抗及电力电缆等设备内部如若存在局放时，可能会在本体的接地引线中产生幅值较低、频率较高的电流信号，高频电流局放检测通过检测该高频电流信号来判断设备是否存在局放。

本次测试中，测试人员分别在C相高压电抗器铁芯、夹件接地引线处分别安装高频电流传感器，采集其高频电流信号。为了对比，测试人员同时选取了高抗附近其他设备支柱的接地引线，采集该接地的高频电流信号。每个图谱中的三个高频电流传感器采集的信号在相位分布上具有明显的一致性，且三个信号的幅值相差不大，幅值最大的为红色图谱，即支柱接线处采集的高频电流信号，说明该高压电抗器三相接地处的高频电流信号为空间干扰信号耦合至地网的信号，非高抗本体产生的信号。

高压电抗器三相本体无高频电流局放信号。

2.3超声波局部放电检测

设备发生局部放电时会产生频率范围为20kHz-200kHz的超声波信号，通过检测该信号的相关特性，可以分析判断设备是否存在局部放电现象。由于设备振动产生的频率范围与超声波局放产生频率范围接近，因此该测试方法容易受设备振动的影响。

根据目前色谱分析各组分含量数据三比值计算及局部放电测试图谱，可以说明该台高压电抗器内部存在局部放电缺陷，由于CO、CO2组分含量无明显增加，可以初步判定局部放电部位目前不涉及固体绝缘。由于该台高压电抗器现场局部放电测试显示C相高压电抗器铁芯侧(油枕散热片侧)本体中部超声波信号明显，与悬浮电位放电特征一致，考虑超声波信号的衰减特性，初步怀疑为高抗铁芯侧内部磁屏蔽固定螺栓受振动影响产生悬浮电位放电。

3.故障处理措施

3.1加强油色谱在线监测装置运行管理

运行人员应加强高压电抗器的油色谱在线监测装置的巡视工作。按照4小时巡视一次油色谱在线监测数据，当发现数据异常变化及时预警。检修人员对高压电抗器的油色谱在线监测装置数据及时校准，保证数据的真实可信，避免数据偏差过大。

3.2缩短带电检测周期

运行人员应每日对该台高压电抗器开展铁心夹件电流测试及便携式油色谱分析，红外测温工作。检修人员对该台高抗缩短油色谱离线跟踪、局部放电跟踪周期，并加强红外成像检测，缩短专业巡视周期。

3.3加强跟踪比对分析

联系设备厂家现场进行局部放电测试、绝缘油色谱分析，结合设备内部结构原理，诊断设备可能产生局放的部位及原因，并出具分析报告，做好事故应急预案。

4.结束语

发挥在线监测系统的作用，在线监测系统能第一时间反应设备的异常情况，出现异常情况后，应根据异常情况的不同程度，采取相应的计划，开展带电检测工作，将离线数据与在线数据进行比对，以便数据分析与后续处理工作的进行。

发挥色谱仪的作用，根据设备异常情况的不同程度，制定不同的现场采样监督周期，并安排运行单位根据既定的计划定时开展现场取样分析工作，做好数据的积累及汇报工作。

当设备出现异常情况后，应综合在线监测系统数据、油色谱离线数据分析、带电检测等多种方法综合判断，确定故障类型。

对高压电抗器可能发生的故障及时预警，为电网的安全稳定运行贡献力量。

参考文献

[1]《变压器油中溶解气体分析和判断导则（DL/T722-2014）》中国电力出版社.贾瑞君、范玉华、薛辰东、钱之银、张士诚.

[2]《变压器油中溶解气体分析诊断与故障检查》中国电力出版社.

操敦奎.

[3]《电力变压器故障与诊断》中国电力出版社.董其国.

[4]《电力设备状态监测新技术》中国电力出版社.王风雷.