1 前言
變壓器作為電力系統(tǒng)中不可或缺的關鍵設備，承擔著將電能從發(fā)電廠高效、安全輸送至各類用戶的重要任務。在長期的高溫高壓及重載工作環(huán)境下，變壓器內部的油介質會受到電場、熱場、氧化作用及水分等多重因素的影響，逐漸發(fā)生老化，進而可能觸發(fā)各類電氣故障[1]。
變壓器油作為變壓器絕緣與散熱的核心介質，其物理與化學性質分析對于預測和診斷變壓器潛在故障具有至關重要的作用。乙炔作為變壓器油中可能產生的氣體之一，其生成往往與變壓器內部的局部放電現(xiàn)象密切相關，這種局部放電若不及時處理，可能會導致變壓器的損壞[2]。因此，在變壓器的交接實驗及局部放電試驗中，對乙炔的監(jiān)測顯得尤為重要。一旦乙炔含量超出規(guī)定限值，即表明變壓器內部可能存在異常，須立即進行排查與處理，以確保變壓器的穩(wěn)定運行。據(jù)此，對變壓器中乙炔超標現(xiàn)象的深入分析與有效處理不僅對保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行具有重要意義，同時也對提升變壓器的可靠性與延長其使用壽命發(fā)揮著關鍵作用[3]。
針對變壓器乙炔超標的研究已經開展了較多，主要集中在乙炔的來源和影響因素的分析及其對變壓器的影響等方面。文獻[4]針對某電力公司220kV變壓器的乙炔超標問題，利用氣相色譜法進行了實驗分析，并采取相應的處理措施，最終解決了該問題。文獻[5]從油泡檢測和氣體分析兩個方面對500kV變壓器乙炔超標原因進行了分析，提出相應的預防措施。可以看出，已經對變壓器乙炔超標的分析和處理進行了較多的研究，但是在具體問題的發(fā)生和處理中，針對不同的變壓器情況需要具體分析，尋找合適的處理方法。為此，文中針對一起電廠主變壓器交接試驗局部放電試驗后變壓器油中乙炔超標的缺陷，進行了全面分析并提出了針對性處理方案，經過處置后找到了變壓器內部含乙炔量超標的主要原因。
2 變壓器交接試驗及問題分析
2.1 變壓器交接試驗
變壓器交接試驗是確保變壓器在正式運行前滿足設計規(guī)范要求的重要環(huán)節(jié)，其目的在于驗證變壓器的各項性能指標是否達到預定標準，從而保障其在運行過程中的安全性與可靠性。常規(guī)試驗項目包括短路阻抗測試、空載損耗測定、負載損耗測定以及電壓比測試等。這些試驗能夠基本評估變壓器的性能狀況。
除了上述常規(guī)試驗之外，變壓器交接試驗還涵蓋了若干特殊試驗項目，如局部放電試驗和油中乙炔含量測試等。這些特殊試驗能夠更加深入地對變壓器的功能進行全面檢測，同時對變壓器可能存在的潛在問題進行早期識別和及時處理。在對某電廠主變壓器進行交接試驗的過程中，檢測到局部放電信號和油中乙炔含量均存在超標現(xiàn)象。這些異常情況的發(fā)現(xiàn)，不僅暴露了變壓器在運行中可能遇到的問題，而且對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行構成了潛在威脅。
2.2 局部放電問題分析
局部放電現(xiàn)象是變壓器運行中常見的一種故障，其根本原因通常歸咎于變壓器內部介質的缺陷或電場分布的異常。局部放電的發(fā)生不僅會干擾變壓器的正常工作，還可能加速電氣設備的老化過程，導致設備損壞。在極端情況下，局部放電甚至可能觸發(fā)火災或爆炸事故，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構成嚴重威脅。因此，對變壓器中的局部放電問題進行深入分析與有效處理，對于確保變壓器的可靠運行和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定至關重要。
在進行變壓器交接試驗時，若發(fā)現(xiàn)局部放電信號超出正常范圍，應立即采取綜合診斷措施。結合油色譜檢測與局部放電檢測的方法，對變壓器進行全面分析，是一種行之有效的策略。油色譜檢測能夠識別變壓器油中的微量金屬粒子或其他雜質，這些指標可能暗示變壓器內部存在缺陷。同時，局部放電檢測能夠直觀地捕捉到變壓器內部的局部放電活動。通過對這兩項檢測結果進行綜合分析，不僅可以準確地定位局部放電的發(fā)生區(qū)域，還能深入探究局部放電的根本原因，從而實施有針對性的解決方案。
2.3 油中乙炔超標問題分析
變壓器油中乙炔含量超標是變壓器運行中較為常見的問題之一。這一現(xiàn)象通常是由于變壓器內部發(fā)生局部放電或其他破壞性因素引起的。油中乙炔含量的異常升高不僅會干擾變壓器的正常運行，還可能潛藏安全風險，因此，對于檢測到油中乙炔超標的變壓器，及時采取有效措施進行處理，具有極其重要的現(xiàn)實意義。
在執(zhí)行變壓器交接試驗過程中，一旦發(fā)現(xiàn)油中乙炔含量超出正常水平，應立即采取相應的診斷與處理措施。一種可行的方法是對變壓器油進行采樣并送至專業(yè)實驗室進行乙炔含量的精確檢測。若檢測結果確認乙炔含量確實超標，此時可以采用升溫處理的方式來降低油中乙炔的濃度。具體操作流程包括將變壓器油加熱，利用加熱過程中乙炔的揮發(fā)性，逐步降低油中乙炔的含量。待油中乙炔含量降至安全水平后，便可終止升溫處理。
3 缺陷概述
2022年3月22日，某電廠#1號主變壓器進行交接放電試驗。對A相進行局部放電試驗加壓至6kV時，突然出現(xiàn)放電現(xiàn)象，中壓/高壓局部放電量約1500/5600pC；再次將電壓加壓至19kV時，中壓/高壓局部放電量約1800/9500 pC；當試驗電壓達到25kV時，中壓/高壓局部放電量約2000/12000pC。然后通過改變加壓方式進行了多次重復試驗，試驗電壓從4kV升至25kV中壓/高壓局部放電量在1600～2000/5500～12500pC之間波動，為避免設備損壞，試驗人員終止了此次試驗。整個試驗加壓程序如圖1所示。1號主變反復出現(xiàn)放電現(xiàn)象試驗人員定論為1號主變局部放電不滿足相關標準要求。
針對#1號主變壓器反復出現(xiàn)放電現(xiàn)象，試驗人員查看主變壓器進行局部放電試驗前變壓器本體絕緣油色譜試驗數(shù)據(jù)結果，見表1。
按照新裝變壓器油中溶解氣體含量應滿足總烴≤20μL/L;H2≤30μL/L;C2H2≤0.1μL/L。從表1數(shù)據(jù)分析，局放試驗前1號主變壓器本體絕緣油中沒有乙炔含量。對1號主變壓器進行局部放電試驗后變壓器本體絕緣油色譜試驗數(shù)據(jù)結果見表2。
從表2數(shù)據(jù)分析，局放試驗后#1號主變壓器本體絕緣油中乙炔含量超過投運前標準。
4 處理方案
4.1 局部放電問題的處理方案
為了徹底解決變壓器內部的局部放電問題，本研究采用了油色譜檢測與局部放電檢測相結合的方法，對變壓器進行了全面的分析，以識別導致局部放電的根本原因，并實施了針對性的處理措施。具體操作流程如下：
(1）從變壓器中采集油樣，送至實驗室進行油色譜檢測；
(2）利用局部放電檢測儀對變壓器內部進行局部放電檢測，并詳細記錄檢測數(shù)據(jù)；
(3）對油色譜檢測結果與局部放電檢測結果進行綜合對比分析，以準確找出引發(fā)局部放電的根源；
(4）依據(jù)分析結果，采取針對性的措施，如更換變壓器油或更新局部放電檢測設備等。
4.2 油中乙炔超標問題的處理方案
針對變壓器油中乙炔含量超標的問題，本研究提出了一種通過升溫處理來促進油中乙炔揮發(fā)的方法。具體操作步驟如下：
(1）采集變壓器油樣，并將其送往實驗室以檢測乙炔含量。
(2）若檢測結果顯示油中乙炔含量超標，應對變壓器進行升溫處理，以加速油中乙炔的揮發(fā)過程。在進行升溫處理時，必須嚴格控制處理的時間與溫度，以避免對變壓器造成任何負面影響。
5 處理效果驗證及分析
5.1 實驗方法
為了深入探究變壓器內部的局部放電問題，本文采用了一臺高精度局部放電檢測儀對變壓器進行了詳細的內部檢測。此外，選取了若干典型的變壓器油樣，進行了油色譜檢測和乙炔含量的精確測定。在處理過程中，不僅更換了部分設備，還對相關設備的參數(shù)進行了精細調整，旨在達到最優(yōu)的處理效果。針對油中乙炔超標問題的實驗方法如下：①利用高真空濾油機對主體油加熱至65℃，并進行60h的循環(huán)處理；②整體充氣排油15h，以確保油中氣體充分排出；③對變壓器本體進行反復檢查，確保無任何漏點或缺陷；④將變壓器主體箱抽至真空狀態(tài)，并分三次進行注油，以確保油的質量和性能；⑤利用高真空濾油機對主體油加熱至70℃，再次進行72 h的循環(huán)處理，以達到以下指標：耐壓≥70 kV，含水量≤10×10-6，含氣量≤0.5%，介損≤0.2%，顆粒度≤1000個；⑥進行油樣采集和化驗，以確保處理效果達到預期標準。
5.2 試驗驗證
#1主變壓器經重新注油靜置后進行試驗，試驗方法與第一次試驗一樣。試驗后變壓器本體絕緣油色譜試驗數(shù)據(jù)見表3。
試驗得出如下結論：#1主變壓器內部可能有氣泡，雖然長時間靜置，但變壓器本體油內仍然存有部分氣泡釋放，隨著變壓器加壓的進行氣泡被完全釋放。經過變壓器油的再次熱循環(huán)后不存在空氣，所以再次進行試驗時放電消失，變壓器油中乙炔含量也滿足標準。
6 結束語
在對某電廠#1變壓器進行進站交接試驗、油色譜檢測以及局部放電檢測的過程中，發(fā)現(xiàn)變壓器油中的乙炔含量超出了正常范圍。通過對超標現(xiàn)象的深入分析旨在探究乙炔超標的成因，并據(jù)此提出針對性的處理措施。為了驗證所提處理措施的有效性，采取了實驗驗證的方法。通過對比處理前后變壓器油中乙炔含量的變化情況，結果表明，采取的處理措施能夠顯著降低油中乙炔的含量，從而有效消除了由乙炔超標帶來的安全隱患，確保了變壓器的安全穩(wěn)定運行。