一起變壓器絕緣電阻測(cè)量不合格原因分析

李長(zhǎng)偉，李 強(qiáng)，李俊紅，關(guān)蘇敏

（1.華潤(rùn)電力（宜昌）有限公司，湖北宜昌 443007；2.中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司，湖北宜昌 443002）

1 故障

某電站主接線采用1臺(tái)機(jī)組連接1臺(tái)變壓器、2臺(tái)變壓器1條進(jìn)線的主接線方式連接（圖1）。變壓器采用三相五柱式連接，YNd11接線，中性點(diǎn)套管為分級(jí)絕緣，經(jīng)電抗器接地。變壓器高壓側(cè)升高座經(jīng)SF6氣體絕緣斷路器與氣體絕緣組合電氣（Gas Insulated Switchgear，GIS）直接相連，兩者之間裝有接地刀閘。接地刀閘操作機(jī)構(gòu)為聯(lián)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，操作系統(tǒng)布置在A相，B/C相通過連桿聯(lián)動(dòng)操作。

進(jìn)行變壓器高壓側(cè)主絕緣測(cè)量時(shí)，高壓側(cè)不斷引，斷開變壓器高壓側(cè)斷路器，拉開近變壓器側(cè)接地刀閘，推上遠(yuǎn)變壓器側(cè)接地刀閘。斷開變壓器中性點(diǎn)與電抗器之間的連接，通過變壓器中性點(diǎn)加壓進(jìn)行絕緣測(cè)量。

圖1 局部主接線

2 過程分析

1#變壓器進(jìn)行檢修時(shí)，各設(shè)備狀態(tài)為：1#發(fā)變組停運(yùn)，2#發(fā)變組陪停。1#斷路器斷開，1#隔離開關(guān)拉開，1#接地刀閘和2#接地刀閘投上。低壓側(cè)不斷引，高壓側(cè)通過斷開斷路器形成斷開點(diǎn)，高壓側(cè)中性點(diǎn)出線套管處斷引。

1#變壓器預(yù)防性試驗(yàn)前，拉開1#接地刀閘，通過高壓側(cè)中性點(diǎn)引出線加壓，進(jìn)行高壓側(cè)本體絕緣電阻測(cè)量，此時(shí)絕緣電阻值為零，判斷高壓側(cè)在檢修狀態(tài)時(shí)存在接地點(diǎn)。與運(yùn)行人員聯(lián)系，現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)接地刀閘狀態(tài)。在現(xiàn)地確認(rèn)接地刀閘狀態(tài)為拉開時(shí)，絕緣電阻仍為零。

考慮變壓器從正常運(yùn)行狀態(tài)退出并進(jìn)行C級(jí)檢修，內(nèi)部存在接地故障的可能性很小。初步懷疑接地故障點(diǎn)在變壓器外部。首先對(duì)試驗(yàn)儀器進(jìn)行檢查，并排除試驗(yàn)儀器故障導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不合格。其次通過與運(yùn)行人員配合，改變GIS的狀態(tài)，進(jìn)行絕緣電阻值測(cè)量。試驗(yàn)步驟及試驗(yàn)結(jié)果見表1。

通過改變GIS不同的主接線狀態(tài)，測(cè)量絕緣電阻值均為零，懷疑GIS中存在未斷開點(diǎn)。建議從變壓器高壓側(cè)由近及遠(yuǎn)向外排查，先從接地刀閘處開始檢查。

表1 改變?cè)O(shè)備狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果

3 檢查及處理

接地刀閘操作機(jī)構(gòu)為單相操作結(jié)構(gòu)，通過連桿實(shí)現(xiàn)三相聯(lián)動(dòng)（圖2），設(shè)置于操作機(jī)構(gòu)上的主動(dòng)輪為環(huán)氧樹脂齒輪，連接連桿的從動(dòng)輪為不銹鋼齒輪。檢查接地刀閘聯(lián)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，1#接地刀閘操作機(jī)構(gòu)的連接桿處存在脫扣。

為保證連桿能夠自由移動(dòng)范圍而不發(fā)生卡死，設(shè)計(jì)采用單端固定，雙層空心桿結(jié)構(gòu)。由于內(nèi)層連桿位移，導(dǎo)致齒輪接觸長(zhǎng)度變短，在操作過程中，因?yàn)榫薮蟮穆?lián)動(dòng)應(yīng)力，造成環(huán)氧樹脂齒輪磨損，形成連桿打滑，除操作機(jī)構(gòu)直接操作的A相分?jǐn)啵ㄟ^連桿操作的B/C相均未動(dòng)作，對(duì)應(yīng)接地刀閘沒有拉開。導(dǎo)致本次的變壓器絕緣電阻值為零。

對(duì)損壞的環(huán)氧樹脂齒輪進(jìn)行更換并將連桿恢復(fù)到位后，調(diào)整接地刀閘至拉開狀態(tài)。再次按照表一中試驗(yàn)順序1對(duì)變壓器高壓側(cè)絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，變壓器高壓側(cè)絕緣電阻值合格。

4 結(jié)論

此次由于接地刀閘的聯(lián)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)脫扣導(dǎo)致變壓器絕緣電阻值不合格，故障發(fā)生在設(shè)備檢修狀態(tài)。現(xiàn)地檢查接地刀閘的操作機(jī)構(gòu)在分閘狀態(tài)，因此運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)，未發(fā)現(xiàn)此處缺陷。如果此次故障發(fā)生后，沒有進(jìn)行變壓器絕緣電阻值檢查，則很難通過其他手段發(fā)現(xiàn)故障。設(shè)備恢復(fù)送電時(shí)，斷路器在兩相接地狀態(tài)合閘，保護(hù)裝置的動(dòng)作，會(huì)造成嚴(yán)重的接地故障，甚至引起全站停電的事故。此類問題應(yīng)引起運(yùn)行及維護(hù)人員足夠的重視。

GIS應(yīng)用越來越廣泛，運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題也逐漸顯現(xiàn)出來。本文所述故障由于操作機(jī)構(gòu)脫扣，引起接地刀閘三相未同時(shí)打開，導(dǎo)致與其連接的變壓器絕緣電阻值測(cè)量不合格，此類故障較特殊，對(duì)設(shè)備維護(hù)檢修具有較大參考意義。

圖2 接地刀閘操作機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)整體及局部

5 建議

此次變壓器試驗(yàn)高壓本體絕緣電阻值不合格，檢查結(jié)果為外部接地刀閘未拉開導(dǎo)致。在預(yù)防性試驗(yàn)中出現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果不合格時(shí)，應(yīng)綜合考慮設(shè)備狀態(tài)，從多方面入手，以準(zhǔn)確判斷并查找設(shè)備故障。

聯(lián)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)脫扣說明連桿的移動(dòng)范圍設(shè)定不合適，經(jīng)檢查該問題為設(shè)備家族性缺陷，且該類缺陷會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行存在較大安全隱患，應(yīng)采取一定的改進(jìn)措施防止類似事件的發(fā)生。建議調(diào)整操作連桿的長(zhǎng)度，并采取固定措施，保證連桿在橫向微動(dòng)時(shí)不會(huì)脫落。