变压器预防检测提高可靠性及关键设备研讨课件

变压器预防性检测提高可靠性

及关键设备定期检测研讨2013年5月9日技术支持服务中心维修部变压器预防性检测提高可靠性

及关键设备定期检测研讨2013年2023年9月12日2目录变压器预防性检测的背景变压器预防性检测的情况变压器预防性检测提高可靠性的案例分享变压器预防性维护的情况讨论变压器的定期检测周期及内容关键电气设备定期检测的设备、内容、周期2023年8月3日2目录变压器预防性检测的背景22023年9月12日3变压器预防性检测的背景电力变压器是电力系统电网安全性运行的重要设备，它的安全运行是具有极其重要意义的。变压器的寿命一般只有20至25年，决定其寿命的不是机械寿命，而是绝缘的化学寿命，实际许多变压器的绝缘化学寿命只能达到18至20年，黄石公司K4的电力变压器已经接近使用年限，预防性试验是保证其安全运行的重要措施,对变压器故障诊断具有确定性影响。通过各种试验项目，获取准确可靠的试验结果是提前发现变压器故障的基本前提。加强对绝缘油的监控，及时掌握绝缘的老化程度，制定科学的维修策略，对工厂设备的安全运行有着及其重要。2023年8月3日3变压器预防性检测的背景电力变压器是电32023年9月12日4变压器预防性检测的背景--事故案例2010年8月，阳新公司窑主传变压器因外部电缆短路导致变压器严重损坏，造成2#窑停窑180小时以上；2010年12月26日，郴州公司原料变压器在遇到低压设备短路故障后，因未及时采取科学检测，重复送电操作导致变压器严重损坏，影响停电十小时以上；2011年1月8日，襄城公司一台1600KW电力变压器因低压短路导致变压器烧坏。......2023年8月3日4变压器预防性检测的背景--事故案例2014变压器故障的技术分析由于变压器出口短路产生数倍与满载额定电流的瞬变短路电流，导致收到额定满载近400倍的机械应力冲击，变压器内部绝缘和固定经受强烈冲击，在未检查判定解除故障隐患，采取再次送电操作，根据“双倍效应”零电压短路的机械冲击应力将达到满载时的1600倍，致使变压器内部绝缘变形、位移破坏其绝缘，最终击穿严重损坏。变压器故障的技术分析由于变压器出口短路产生数倍与52023年9月12日6变压器预防性检测的背景--现状在公司目前电力变压器的运行中，经常会遇到误操作、振动、高温、雷电或涌流、过负荷、三相负载不平衡、对控制设备的维护不够、清洁不良等情况，这些因素会影响到变压器绝缘材料的预期寿命，最终导致变压器的故障发生。并且由于变压器长期缺乏科学的预防性维护和试验检查，上述不良影响无法被发现，这将严重威胁到电力变压器的可靠运行，是供配电系统的重大安全隐患。2023年8月3日6变压器预防性检测的背景--现状在公司目前62023年9月12日7变压器维护的过去情况黄石公司每两年对变压器油进行耐压试验，也对部分时间较长有缺陷的变压器（例如漏油等）进行抽芯维护；阳新公司、武穴公司、宜都公司、襄樊公司、赤壁公司等各工厂对配电电力变压器均只在年修时进行清灰，紧固常规维护，如有漏油做密封件更换维修。相关的预防性试验和维修尚未实施，且都希望工厂维修管理部能给予支持和帮助。2023年8月3日7变压器维护的过去情况黄石公司每两年对变压72023年9月12日8变压器预防性检测的依据2023年8月3日8变压器预防性检测的依据82023年9月12日9电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验规程PreventivetestcodeforelectricpowerequipmentDL/T596—1996

中华人民共和国电力行业标准DL/T596—1996电力设备预防性试验规程

Preventivetestcodeforelectricpowerequipment中华人民共和国电力工业部1996-09-25批准1997-01-01实施

2023年8月3日9电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验92023年9月12日10电力变压器及电抗器的试验项目、周期和要求电力变压器及电抗器的试验项目、周期和要求序号项目周期要求说明1

油中溶解气体色谱分析

1)220kV及以上的所有变压器、容量120MVA及以上的发电厂主变压器和330kV及以上的电抗器在投运后的4、10、30天(500kV设备还应增加1次在投运后1天)

2)运行中：a)330kV及以上变压器和电抗器为3个月；b)220kV变压器为6个月；c)120MVA及以上的发电厂主变压器为6个月；d)其余8MVA及以上的变压器为1年；e)8MVA以下的油浸式变压器自行规定

3)大修后

4)必要时

1)运行设备的油中H2与烃类气体含量(体积分数)超过下列任何一项值时应引起注意：总烃含量大于150×10-6

H2含量大于150×10-6

C2H2含量大于5×10-6

(500kV变压器为1×10-6)

2)烃类气体总和的产气速率大于0.25ml/h(开放式)和0.5ml/h(密封式)，或相对产气速率大于10%/月则认为设备有异常

3)对330kV及以上的电抗器，当出现痕量(小于5×10-6)乙炔时也应引起注意；如气体分析虽已出现异常，但判断不至于危及绕组和铁芯安全时，可在超过注意值较大的情况下运行

1)总烃包括：CH4、C2H6、C2H4和C2H2四种气体

2)溶解气体组分含量有增长趋势时，可结合产气速率判断，必要时缩短周期进行追踪分析

3)总烃含量低的设备不宜采用相对产气速率进行判断

4)新投运的变压器应有投运前的测试数据

5)测试周期中1)项的规定适用于大修后的变压器2023年8月3日10电力变压器及电抗器的试验项目、周期和要102023年9月12日11变压器预防性检测的依据2

绕组直流电阻

1)1～3年或自行规定

2)无励磁调压变压器变换分接位置后

3)有载调压变压器的分接开关检修后(在所有分接侧)

4)大修后

5)必要时

1)1.6MVA以上变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的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%

2)1.6MVA及以下的变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4%，线间差别一般不大于三相平均值的2%

3)与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于2%

4)电抗器参照执行

1)如电阻相间差在出厂时超过规定，制造厂已说明了这种偏差的原因，按要求中3)项执行

2)不同温度下的电阻值按下式换算式中R1、R2分别为在温度t1、t2时的电阻值；T为计算用常数，铜导线取235，铝导线取225

3)无励磁调压变压器应在使用的分接锁定后测量2023年8月3日11变压器预防性检测的依据2绕组直流电112023年9月12日12变压器预防性检测的依据3

绕组绝缘电阻、吸收比或(和)极化指数

1)1～3年或自行规定

2)大修后

3)必要时

1)绝缘电阻换算至同一温度下，与前一次测试结果相比应无明显变化

2)吸收比(10～30℃范围)不低于1.3或极化指数不低于1.5

1)采用2500V或5000V兆欧表

2)测量前被试绕组应充分放电

3)测量温度以顶层油温为准，尽量使每次测量温度相近

4)尽量在油温低于50℃时测量，不同温度下的绝缘电阻值一般可按下式换算式中R1、R2分别为温度t1、t2时的绝缘电阻值

5)吸收比和极化指数不进行温度换算2023年8月3日12变压器预防性检测的依据3绕组绝缘电122023年9月12日13变压器预防性检测的依据6

绝缘油试验

1)1～3年或自行规定

2)大修后

3)必要时见第13章7交流耐压试验

1)

1～5年(10

kV及以下)

2)大修后(66kV及以下)

3)更换绕组后

4)必要时

1)油浸变压器(电抗器)试验电压值按表6(定期试验按部分更换绕组电压值)

2)干式变压器全部更换绕组时，按出厂试验电压值；部分更换绕组和定期试验时，按出厂试验电压值的0.85倍1)可采用倍频感应或操作波感应法

2)66kV及以下全绝缘变压器，现场条件不具备时，可只进行外施工频耐压试验

3)电抗器进行外施工频耐压试验8

铁芯(有外引接地线的)绝缘电阻

1)1～3年或自行规定

2)大修后

3)必要时

1)与以前测试结果相比无显著差别

2)运行中铁芯接地电流一般不大于0.1A

1)采用2500V兆欧表(对运行年久的变压器可用1000V兆欧表)

2)夹件引出接地的可单独对夹件进行测量2023年8月3日13变压器预防性检测的依据6绝缘油试验132023年9月12日14变压器预防性检测的依据10

油中含水量见第13章11

油中含气量见第13章12

绕组泄漏电流

1)1～3年或自行规定

2)必要时1)试验电压一般如下：读取1min时的泄漏电流值绕组额定电压kV36～1020～3566～330500直流试验电压kV5102040602)与前一次测试结果相比应无明显变化2023年8月3日14变压器预防性检测的依据10油中含水14变压器油的试验项目和要求变压器油的试验项目和要求序号项目要求说明投入运行前的油运行油1外观透明、无杂质或悬浮物

将油样注入试管中冷却至5℃在光线充足的地方观察2水溶性酸pH值≥5.4≥4.2

按GB7598进行试验3酸值mgKOH/g≤0.03≤0.1

按GB264或GB7599进行试验4闪点(闭口)℃≥140(10号、25号油)≥135(45号油)1)不应比左栏要求低5℃2)不应比上次测定值低5℃

按GB261进行试验变压器油的试验项目和要求变压器油的试验项目和要求序号项152023年9月12日16变压器油的试验项目和要求5水分mg/L66～110kV≤20220kV≤15330～500kV≤1066～110kV≤35220kV≤25330～500kV≤15

运行中设备，测量时应注意温度的影响，尽量在顶层油温高于50℃时采样，按GB7600或GB7601进行试验

6击穿电压kV15kV以下≥3015～35kV≥3566～220kV≥40330kV≥50500kV≥6015kV以下≥2515～35kV≥3066～220kV≥35330kV≥45500kV≥50

按GB/T507和DL/T429.9方法进行试验7界面张力(25℃)

mN/m≥35≥19

按GB/T6541进行试验8tgδ(90℃)%330kV及以下≤1500kV≤0.7300kV及以下≤4500kV≤2

按GB5654进行试验2023年8月3日16变压器油的试验项目和要求5水分mg/L162023年9月12日17变压器油的试验项目和要求9体积电阻率(90℃)Ω·m≥6×1010500kV≥1×1010330kV及以下≥3×109

按DL/T421或GB5654进行试验10油中含气量(体积分数)%

330kV500kV)≤1一般不大于3

按DL/T423或DL/T450进行试验11油泥与沉淀物(质量分数)%—一般不大于0.02

按GB/T511试验，若只测定油泥含量，试验最后采用乙醇—苯(1∶4)将油泥洗于恒重容器中，称重12油中溶解气体色谱分析变压器、电抗器见第6章互感器见第7章套管见第9章电力电缆见第11章

取样、试验和判断方法分别按GB7597、SD304和GB7252的规定进行2023年8月3日17变压器油的试验项目和要求9体积电阻率(172023年9月12日18株洲公司变压器故障案例--20110608事件：2011年6月8日，华新水泥（株洲）有限公司码头用变压器由保定小星天威变压器有限公司2009年05月制造（S11-M-1000kVA/10-0.4）；变压器在正常运行时，因负载发生急剧变化，后备保护动作显示过流速断。当排除负载故障点再次投点运行时，变压器运行声音异常，后备保护再次动作显示过流速断；顾客初步判定该变压器内部故障，更换备用变压器。2023年8月3日18株洲公司变压器故障案例--20110618株洲公司变压器故障案例--20110608现地吊芯检查状况：HV侧状况LV侧状况株洲公司变压器故障案例--20110608现地吊芯检查状况：19株洲公司变压器故障案例--20110608现地吊芯检查状况：线圈端绝缘垫块松动1线圈端绝缘垫块松动2A相线圈下部可视铜渣B相线圈下部可视铜渣株洲公司变压器故障案例--20110608现地吊芯检查状况：20株洲公司变压器故障案例--20110608故障原因浅析从变压器运行情况、现地吊芯检查心体线圈受损状况可以判定：该变压器在运行过程中，A、B相低压侧外部负载相间或对地发生短路极端变化，超过低压线圈能承受额定短路电流时间，线圈导线在交变机械力作用下整体相互挤压；外包纸绝缘破损发生匝间短路，短路电流产生的瞬时高温使导线融化，大量铜渣从故障点处溢出。株洲公司变压器故障案例--20110608故障原因浅析21株洲公司变压器故障案例--20110608维修方案：1、依照《DL-T573-95电力变压器检修导则》执行返厂大修。2、更换两相高、低线圈。3、原变压器油真空加热脱气处理，补充新品绝缘油。4、受损绝缘材料更换为新品。5、变压器心体重新真空干燥处理。6、变压器完成品依照《JBT501-2006电力变压器试验导则》试验。株洲公司变压器故障案例--20110608维修方案：222023年9月12日23长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例2011年6月，华新水泥（长阳）有限公司在收购以后，为了掌握变压器的运行情况，根据总部维修部签订的《变压器维护保养框架协议》，委托华城电机（武汉）有限公司对该公司所属16台油浸式变压器运行状态进行分析评估。取油样做油中特征性气体分析发现：2#线35kV主变内部存在电弧放电现象，建议吊心排查（详摘要①-2011华新（长阳）2#线35kV主变运行状态评估报告）。2023年8月3日23长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例232023年9月12日24长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例摘要①---2011华新（长阳）2#线35kV主变运行状态评估报告

2023年8月3日24长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例摘242023年9月12日25长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例

根据监测数据和相关的分析，会同技术中心电气自动化部专家和华城电机（武汉）有限公司负责设计及品保的专家、工厂的专业管理一起商定，综合考虑维修条件、维修费用等诸多因素，决定先采取选择合适的时间进行现地检测研判，逐步逐项排查故障源，并继续通过对变压器油质及油中溶解性气体的数据变化，判定变压器的运行风险。2023年8月3日25长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例252023年9月12日26长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例

2012年2月19日，华城电机工程技术人员对2#主变进行检测排查故障源工作（详摘要②-2011华新（长阳）2#线35kV主变运行状态评估报告）,结果及建议如下：1、存在低能量高温电弧放电故障源；2、排除引出线接续不良、有载开关分接线接续不良；3、排除因铁芯多点接地产生故障源；4、持续监测油中特征性气体的产气量和产气速率；5、真空脱气加热过滤变压器油，提高绝缘特性；2023年8月3日26长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例262023年9月12日27长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例摘要②---2012华新（长阳）2#线35kV主变排查故障源报告

2023年8月3日27长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例272023年9月12日28长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例2013年1月，华城电机工程技术人员检测2#线35kV主变油中特征性气体的产气量和产气速率(详见华新长阳2#线35kV油中特征性气体监测对照表)；综合分析故障源扩大趋势明显，如不及时排除将引发重大运行事故；

2023年8月3日28长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例282023年9月12日29长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例根据再次监测数据的对比分析，变压器的故障隐患在不断地增大，运行风险极大，我们随即提交设备重大风险报告（见插件），与技术中心电气自动化部专家和华城电机（武汉）有限公司负责设计及品保的专家、工厂的专业管理商定，决定先采取现地吊芯检查并争取现地排除故障点，如无法现地处理，只能返厂修复。

2023年8月3日29长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例292023年9月12日30长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例

2013年1月16日，华城电机工程技术人员对2#主变进行现地排查故障源工作；经吊罩检查发现：A.有载分接开关内部绝缘油异常劣化现象(详照片);B.心体部分的A相高压侧线圈分接线有局部电弧过热段（详照片）；C.A相高压侧线圈调压分接线松动且有滑落现象（详照片）；根据实际情况，变压器的故障现地无法排除，需返厂处理。最终选择返厂处理。2023年8月3日30长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例302023年9月12日31长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例现地吊罩状况开关内部状况线圈过热现象线圈松动2023年8月3日31长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例现312023年9月12日32长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例返厂吊芯检查，确定重大设备隐患2023年8月3日32长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例返322023年9月12日33长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例

打开A相线圈外围屏，检查调压线圈第1段导线外包绝缘局部有过异常劣化现象且发现有壹个碳化点2023年8月3日33长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例332023年9月12日34长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例

打开B、C线圈外部围屏，发现调压线圈导线均有松动失稳现象2023年8月3日34长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例34长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例导线外包绝缘异常劣化出现碳化点变压器在运行过程中，失稳滑落的导线出现震动摩擦逐步损坏外部绝缘层，随着绝缘能力的减弱，导线匝间会出现间歇性的局部闪络放电现象（详示意图一）。长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例导线外包绝缘异常劣化出现35长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例线圈失稳滑落原厂制造工艺缺陷，套装外部调压线圈作业时内层绝缘筒松弛，心体烘干后绝缘材料因水分挥发而进一步收缩，调压线圈内部无支撑导线失稳滑落。

浅析低能量高温电弧放电故障源HV侧调压线圈采用2段6列圆筒卷绕制工艺，检查闪络点是在第一匝出头线与第二匝之间，在间歇性的局部闪络放电时该匝段内部产生短路环；因为壹匝短路环产生的功率较小温度较低，所以产气速率和产气量较低，仅是电弧产生的C2H2(乙炔)含量较高。如不及时排除逐步破坏到周边导线绝缘，最终将爆发成严重的线圈短路事故。长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例线圈失稳滑落362023年9月12日37长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例

其他异常点及隐患分析和改善：

异常点一：拆解有载分接开关过程中发现芯子部分C相主触头支架断裂；原因分析：原厂组装缺陷，验证了有载分接开关油室内绝缘油异常劣化的原因；改善方案：联络贵州长征开关，购置新品配件更换；

触头支架断裂照片更换后触头支架照片2023年8月3日37长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例372023年9月12日38长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例

异常点二：拆解有载分接开关过程中发现：油室内碳化污染严重；原因分析：触点支架断裂，异常电弧闪络污染绝缘油；改善方案：新品绝缘油冲洗清理污渍，研磨触点；

油室清洗前的照片清洗后的照片2023年8月3日38长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例382023年9月12日39长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例异常点三：心体各部存在金属颗粒物及非金属颗粒；原因分析：原厂制造工艺缺陷；改善方案：真空煤油气相干燥炉清洗烘干处理心体；

心体清洗前的照片心体清洗后的照片2023年8月3日39长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例异392023年9月12日40长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例维修过程及其他处理维护的图片记录煤油气相炉干燥心体更换手孔密封件检查各部螺丝螺丝增加防滑措施2023年8月3日40长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例402023年9月12日41长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例

变压器维修完成的图片（维修前后）2023年8月3日41长阳公司主变预防性检测提高可靠性案例412023年9月12日42变压器预防性检测的初步统计（2011~2012）序号设备使用单位检测数量（台）检测时间外部状态缺陷台数内部状态缺陷台数运行风险评价处理结果备注1黄石公司222011年17台不同程度存在漏油6台油质气体超标严重，14台油质不合格运行风险