1 变压器介绍

内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司新铝变电站共有6台整流变压器，为电解铝提供生产用电。变压器型号为ZHSFPTB-81188/220GYW3型三相强迫油循环、风冷油浸式、有载调压整流变压器，由特变电工股份有限公司新疆变压器厂制造。5号整流机组（由调压变压器和整流变压器组成）基本参数为：网侧电压为220（1-5%）~220（1+10%）kV，阀侧电压为0.6239 kV，额定容量为81 188 kVA，调压、整流变压器油路互不相通。

5号整流机组内部调压变压器的调压方式为有载调压，调压范围1.4%~105%。内部整流变压器的输入线电流为448 A（2×224 A），阀侧线电流为37 536 A（2×18 768 A），联结组别Zd5d11，移相方式为3相桥式，相数为3相，内置饱和电抗器的直流调压深度为0~60 V，额定频率50 Hz，绕组温升限值≤ 65 ℃，移相角为+7.5°/-22.5°。

2 故障现象

5号整流机组调压和整流变压器于2013年9月调试合格后正式投入运行，2017-11-07对机组变压器油样进行例行化验时发现乙炔体积分数突增至35.3×10^-6，超出运行变压器注意值（5.0×10^-6）6倍多。

该变压器投运年限较短，且每年定期进行2次油色谱分析，色谱分析结果一直正常。针对这种情况，对该变压器加强了运行监督检查，并缩短了油色谱分析周期，连续跟踪油色谱化验结果（记录数据见表 1）。

表 1数据显示，C₂H₂体积分数明显超标，但增量不大；H₂体积分数略有增加，其他成分变化不大，初步判断变压器内部存在故障。

3 故障原因分析 3.1 故障排查

变压器内部故障一般分为放电性故障和过热性故障2大类，为确定故障类型及性质，根据油色谱数据利用三比值法进行了计算分析，结果如表 2。

（1）根据表 2得出三比值分析编码组合为102，故障特征为：工频续流放电，绕组、线饼、线匝之间或绕组对地之间油的电弧击穿。

（2）从油色谱中可以看出CO的成分未见明显增加，且C₂H₂占总烃的比例较大（30%以上），变压器仍能运行，一般可以认为是电位悬浮放电。

（3）油色谱中CO和CO₂增加不明显，表明变压器内固体绝缘材料无明显异常。

（4）计算得出的故障点温度约为738 ℃。

综合上述分析，认为变压器内部存在与变压器固体绝缘材料无关的电位悬浮放电现象，故障点温度约为738 ℃，于是对设备进行进一步的试验检查。

3.2 设备检查 3.2.1 检查方法

根据此次变压器故障现象及发现的问题，经分析制订以下检查步骤：

（1）先检查整流变压器附属设备；

（2）再通过电气试验对整流变压器进行试验；

（3）最后检查整流变压器本体内部。

3.2.2 检查过程与结果 3.2.2.1 外部检查

2017-12-07，对5号整流变压器进行停电检查。拆除阀侧母排、铁心接地线后，对整流变压器铁心、电抗器、电流互感器进行了绝缘电阻、直流电阻测量。检查、测试结果如下。

（1）变压器冷却油泵及电动机检查结果正常。

（2）查阅该主变压器安装试验报告和历年检修记录，排除了油处理设备及变压器油流带电产生乙炔的可能性；同时排除了变压器补焊造成乙炔气体流入变压器油箱内部造成乙炔体积分数升高的可能。

（3）变压器低压侧绝缘电阻及直流电阻、变压器铁心及夹件绝缘电阻测试结果均正常。

（4）变压器电流互感器绝缘电阻及直流电阻测试结果见表 3。

从直流电阻测试结果可知，电流互感器7S17S2绕组正移相电阻值比负移相电阻值明显偏大，判断该电流互感器所在电路存在异常情况。结合其他外部检查结果以及油色谱分析情况，判断该主变压器乙炔体积分数超标的最大可能原因为内部电流互感器正移相7S17S2绕组所在电路存在故障。

3.2.2.2 内部检查

12月25日9：00，5号整流变压器使用滤油机放油，用时7 h完成全部放油，放油量51 t。

12月25日18：00，打开5号整流变压器人孔门由专业检修人员进入变压器内部进行检查，发现正移相电流互感器二次绕组（7S17S2）二次引出线外包绝缘碳化、损伤、引线断股（如图 1所示），因变压器内部发生悬浮放电，导致变压器油乙炔体积百分数升高。随后对该电流互感器进行了直流电阻测试，测试结果合格。根据检查分析结果，最终判断电流互感器接头处引线损伤是引发此次故障的主要原因。

4 故障处理

12月25日20：00，由专业检修人员对该变压器正移相电流互感器二次绕组（7S17S2）二次引出线进行维修。首先打开损伤引线的外绝缘，将断裂处引线清理干净，采用多股铰接的方法将断裂处引线连接，并去除连接处尖角、毛刺，为保证绝缘性在引线外包扎了三木皱纹纸。26日凌晨处理完毕，清理维修现场，封闭人孔门。

2017年12月26日—30日，对5号整流变压器进行抽真空、注油、滤油、油循环、静置与油样化验等工作。2018年1月1日—6日，对变压器油进行静置并定期取油化验。

1月6日5号整流变压器开始送电，满载运行24 h后于1月7日对各指标再次进行化验，结果显示各项参数运行数据均正常，见表 4。

5 结语

内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司220 kV新铝变电站5号整流变压器乙炔体积分数超标的直接原因为变压器内部电流互感器二次引出线碳化、损伤，导致变压器内部发生悬浮放电。为避免再次发生类似故障，提出以下建议。

（1）在分析运行中变压器气体体积分数超标原因和故障部位的查找时，应结合电气试验数据、变压器日常运行数据、油色谱分析结果及以往检修记录进行综合判断分析，避免盲目进行变压器钻心检查。

（2）应定期对变压器油进行油色谱监测分析，且要保证油色谱化验结果的准确性，为设备故障原因分析时提供准确可靠的数据。

（3）变压器设备监造、各关键部件验收安装时，也要加强对变压器附属设备以及非关键部件的质量把关，确保变压器的运行稳定性和安全性，避免因小型配件质量问题和设备验收把关不严给设备以后的运行带来隐患。