0 引言

变压器是电力系统中的重要设备，确保其安全运行具有非常重要的意义。通过定期对变压器开展预防性试验，尤其是对变压器进行油色谱分析，可及时发现变压器内部缺陷。变压器油色谱分析可准确反映出油中各种气体含量指标，而通过三比值法对变压器油中各种气体含量进行比较，可确定变压器内部的具体故障类型。本文采用上述方法对内蒙古京能乌兰伊力更风力发电有限责任公司（以下简称伊力更光伏电站）220 kV主变压器油中氢气含量异常的情况进行原因分析，消除了主变压器的故障隐患，为类似设备异常处理提供借鉴。

1 伊力更光伏电站220 kV主变压器参数

伊力更光伏电站220 kV主变压器型号为SZ11-80000/230，具体参数见表 1所示。

2 主变压器油中氢气含量异常情况

2013-11-28伊力更光伏电站220 kV主变压器投运，在投运第1天、第3天、第10天及第30天进行了变压器油色谱分析^[1]，各组气体含量均未超标。

2014-05-13进行油色谱分析，报告显示氢气体积分数为172.2×10^-6，超出注意值（150×10^-6）。后续跟踪油色谱分析，氢气含量呈上升趋势，2014-12-08的报告显示氢气体积分数为493.7×10^-6。生产厂家对主变压器进行了各项测试，未发现内部异常。主变压器运行至2017-07-13，氢气体积分数升高至856.2×10^-6，部分测试数据见表 2所示。

3 变压器油中氢气含量异常原因分析

使用三比值法对表 2中气体体积分数进行计算，变压器油中C₂H₂/C₂H₄、CH₄/H₂、C₂H₄/C₂H₆比值对应编码为0、1、0（编码对应故障类型见表 3），确定故障类型为局部放电^[1]。为进一步确定主变压器油中氢气含量异常原因，依次进行了以下排查工作：

（1）对大负荷运行情况下的主变压器进行红外成像检测，寻找主变压器内部放电过温点，结果显示主变压器油温正常，未发现主变压器内部异常放电点；

（2）进行停电预防性试验，分别对主变压器绕组进行交流耐压、直流电阻、绝缘电阻、绕组变比及介质损耗测试^[2]，测试结果正常，未发现异常情况；

（3）对主变压器进行绝缘夹件沿面放电试验^[3]，验证主变压器是否因内部绝缘老化导致局部放电，试验结果合格，未发现内部绝缘老化现象；

（4）对主变压器进行局部放电及绕组变形等特项试验^[3]，试验结果合格，仍未找出引起变压器油中氢气含量异常的原因。

本次主变压器油中气体除氢气体积分数上升较明显外，其他气体尤其是CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂等与变压器内部绝缘故障相关的关键性气体体积分数变化较小^[4]。各类试验证明主变压器内部无绝缘异常情况，结合2014年5月至2017年7月的油色谱分析报告，考虑由于光伏主变压器为大型电气设备，在主变压器制造、运输或安装过程中稍有纰漏，便可导致主变压器受潮，由于水分易被主变压器内部绝缘夹件吸收，经过长期运行受热后析出氢气^[5-6]，因此判断此次油中氢气体积分数异常为主变压器内部受潮引起氢气析出所致。

4 故障处理

2017-08-23，将主变压器停运，进行真空滤油脱气及真空干燥工作，于2017-08-30重新投入运行。运行第1天、第3天、第10天、第30天及后续跟踪油色谱分析报告显示，变压器油中氢气体积分数已恢复正常（见表 4），故障得到解决。

5 防范措施及建议

针对此次220 kV主变压器油中氢气体积分数异常原因，提出如下防范措施：

（1）220 kV主变压器作为发电厂重要的变电设备，在制造、运输及安装过程中应加强跟踪管理，同时在主变压器运行初期应加强设备巡检、预防性试验等各项检测，及时发现设备隐患；

（2）三比值法的使用存在一定的局限性，通过定期油色谱分析报告进行故障原因分析时，应结合各成分气体数据及设备制造、运输、安装使用工况等外部条件综合分析判断，找出故障原因^[7]。