一起變壓器夾件多點接地故障的原因及處理

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(國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610041)

0 引 言

國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司在對所轄500 kV某變電站2號主變壓器進行年檢預(yù)試，并對B相鐵心接地套管漏油缺陷進行處理。高壓試驗班在2010年9月12日對B相主變壓器進行摸底試驗，試驗結(jié)果合格。而在9月17日對B相主變壓器進行例行試驗時，發(fā)現(xiàn)夾件對地絕緣為0 MΩ，其他試驗項目均合格，說明夾件存在多點接地故障。

1 現(xiàn)場測試

1.1 摸底試驗情況

高壓試驗班在9月12日對B相主變壓器進行摸底試驗，測量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 9月12日主變壓器摸底試驗數(shù)據(jù)

隨后，對變壓器放油處理B鐵心接地套管漏油缺陷，于9月17日缺陷處理完成，重新注油，并進行熱油循環(huán)。

1.2 例行試驗情況

高壓試驗班在2010年9月17日對B相主變壓器進行例行試驗，測量數(shù)據(jù)如表2～表6所示。

表2 套管絕緣試驗

表3 主體絕緣試驗

注：使用儀器為5 000 V/100 000 MΩ電動搖表、AI-6000F介損測量儀、ZV-60/5直流發(fā)生器。

表4 繞組直流電阻試驗

注：變壓器油溫為32 ℃，使用保定金達3391B直流電阻測試儀。

表5 鐵心/夾件絕緣電阻試驗

從表2～表5中可以看出，除夾件絕緣電阻為0 MΩ，其他絕緣試驗均合格，說明是單純性夾件多點接地故障。

2 故障的現(xiàn)場處理情況

針對上述存在的故障，公司組織相關(guān)人員現(xiàn)場分析后，在詳細了解變壓器夾件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，決定再次對變壓器放油至頂蓋下方，檢查夾件定位銷絕緣情況，查找故障點。

在將變壓器放油之后，打開高壓側(cè)夾件定位銷箱蓋，其原理和結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。

松開緊固螺釘，絕緣紙板沿定位銷軸向向上方位移3 cm，但未發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)夾件定位銷絕緣紙未破損。將絕緣紙取下，更換新絕緣紙板后，進行絕緣電阻測試，夾件接地故障仍然存在。

再將低壓側(cè)夾件定位銷箱蓋打開，打開箱蓋后，發(fā)現(xiàn)大量絕緣紙碎末，定位銷外層白漆裸露，如圖3所示，同時采用2 500V/10 000 MΩ的搖表測量夾件絕緣，聽到定位銷絕緣紙破損處有放電聲。

對低壓側(cè)夾件定位銷絕緣紙板進行更換，在更換新的絕緣紙板后，重新測量夾件絕緣，測得夾件絕緣電阻為2 000 MΩ，注油后重新測量夾件絕緣電阻為5 000 MΩ，滿足試驗要求。

圖1 變壓器夾件定位銷剖面示意圖

圖2 變壓器夾件定位銷實際情況圖

圖3 右夾件定位銷絕緣紙破損情況

3 故障原因的分析

油浸式變壓器中主要的絕緣材料是變壓器油，具有良好的絕緣和散熱性能。絕緣紙板主要用未經(jīng)漂白的硫酸鹽纖維制成，具有很強的透氣性、吸油性和吸水性，未經(jīng)浸油的紙的擊穿強度、機械強度和耐熱強度均不高；但干燥并浸油后，電氣性能就大為提高。作為主絕緣的絕緣紙筒不僅能夠有效阻止雜質(zhì)形成“小橋”，而且能夠提高油間隙的擊穿電壓。

在變壓器正常運行中，帶電的繞組和引線與油箱間構(gòu)成的電場為不均勻電場，鐵心、夾件和其他金屬構(gòu)件處于該電場中，當出現(xiàn)兩點或多點接地時，由于鐵心、兩個接地點之間所構(gòu)成的回路與鐵心內(nèi)磁通相交鏈而產(chǎn)生電位差，造成環(huán)流。該環(huán)流會引起局部過熱，導(dǎo)致油分解，產(chǎn)生可燃性氣體，還可能使接地片熔斷，產(chǎn)生放電，使變壓器不能繼續(xù)運行。

從現(xiàn)場分析來看，故障點的產(chǎn)生主要是因為低壓側(cè)夾件定位銷外層絕緣紙板破損造成定位銷與變壓器外殼相連，產(chǎn)生接地點，造成夾件多點接地。而絕緣紙的破損是由于“5.12”地震，在巨大應(yīng)力作用下，夾件與變壓器箱蓋之間相互錯動，導(dǎo)致絕緣紙板向上位移，并直接造成低壓側(cè)絕緣紙板部分破損成紙屑。在摸底試驗時，定位銷上部空間變壓器油由于無循環(huán)通路，幾乎不參與正常運行時在潛油泵帶動下的油流循環(huán)，所以絕緣紙碎末依然填塞在夾件定位銷和頂蓋定位法蘭之間，所以在摸底試驗中測得的夾件絕緣電阻為5 000 MΩ，滿足試驗要求。

圖4 注油過程中絕緣紙碎末沖散示意圖

但此次對B相鐵心接地套管更換過程中，需要將變壓器油放出，沖入干燥空氣，在套管更換完成后抽真空重新注油。在重新注油過程中，由于定位銷上方空間是真空，變壓器油會快速通過夾件定位銷處絕緣紙板縫隙填充，產(chǎn)生較快的油流，使得大量的絕緣紙碎末隨油流帶出，從而造成了夾件定位銷與頂蓋定位法蘭盤之間直接接觸，導(dǎo)致夾件直接接地，如圖4所示。

4 結(jié) 論

通過對故障的分析，可以看出此次夾件多點接地故障是由于“5.12”地震，造成了變壓器頂蓋與夾件定位銷之間在應(yīng)力作用下相互錯動，使兩者之間絕緣紙板向上位移并部分破損成紙屑，在真空注油過程中，碎屑被油流沖散，從而造成夾件定位銷與變壓器頂蓋定位法蘭相連，形成夾件多點接地故障。

此次故障的產(chǎn)生主要是由于“5.12”地震和變壓器夾件定位銷結(jié)構(gòu)造成的。因此，應(yīng)加強對地震影響較大地區(qū)變電站運行的常州東芝變壓器廠生產(chǎn)的ODFPS-334000/500型變壓器夾件接地電流的監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)夾件接地電流出現(xiàn)增大的情況，應(yīng)在停運后，首先檢查夾件定位銷處絕緣紙板是否破損，并進行消缺處理。

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