一起110kV變壓器低壓側(cè)三相電壓不平衡原因分析

藍東亮

（中國大唐集團科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華東電力試驗研究院，安徽 合肥 230088）

1 事件簡述

2017年10月7日，某電廠分布式控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）發(fā)出110kV主變低壓10kV側(cè)報警，現(xiàn)場檢查繼電保護裝置，頻報主變10kV側(cè)A相低壓側(cè)電壓Ua高越限，動作復(fù)歸后仍反復(fù)動作。故障錄波器顯示Ua為6.377kV，B相低壓側(cè)電壓Ub為6.099kV，C相低壓側(cè)電壓Uc為5.29kV，測量屏后二次電壓Ua為63.259 V，Ub為61.167 V，Uc為53.468 V，正常顯示為57.7 V，存在明顯的三相電壓不平衡現(xiàn)象，故障錄波圖如圖1所示。檢查綜合變柜和觀察柜，未發(fā)現(xiàn)異常情況。檢查消諧裝置運行正常，采樣正確，事故追憶記錄接地故障有8條，諧振故障記錄有6條。每逢陰雨天，出現(xiàn)主變低壓側(cè)B相接地報警。三相電壓不平衡故障報警發(fā)生時，主變低壓側(cè)的電壓互感器投入三次繞組并接電阻，現(xiàn)象未消失[1-3]。

電氣主接線圖如圖2所示，該廠機變系統(tǒng)采用發(fā)電機-變壓器單元接線。發(fā)電機和變壓器之間的有隔離開關(guān)和斷路器，主變電壓等級為110kV/10.5kV。

2 現(xiàn)場試驗

使用紅外熱成像儀對主變低壓側(cè)刀閘的支柱絕緣子和主變進行測溫，發(fā)現(xiàn)支柱絕緣子B相最高溫度50.2 ℃，如圖3所示，其他支柱絕緣子約25 ℃，B相支柱絕緣的紅外熱成像溫度明顯高于A相和C相，存在異常，近距觀察發(fā)現(xiàn)支柱絕緣子B相存在縱向裂紋，縱向裂紋如圖4所示。紅外熱成像檢測未發(fā)現(xiàn)主變異常。

圖1 故障錄波

圖2 電氣主接線

圖3 支柱絕緣子B相紅外成像

圖4 支柱絕緣子B相裂紋

一次專業(yè)人員對主變進行停電例行試驗，包括繞組的直流電阻試驗，繞組的絕緣電阻試驗、鐵芯及夾件的絕緣電阻試驗、繞組的泄漏電流試驗、繞組的介質(zhì)損耗試驗和套管的介質(zhì)損耗角及正切值等試驗，試驗數(shù)據(jù)均合格。二次專業(yè)人員對主變低壓側(cè)的電壓互感器進行誤差試驗和二次回路試驗，試驗數(shù)據(jù)均合格；金屬專業(yè)人員對B相刀閘進行探傷檢查并對比分析，未發(fā)現(xiàn)B相支柱絕緣子探傷檢查結(jié)果異樣。

對主變低壓側(cè)刀閘的三相支柱絕緣子進行更換，機組恢復(fù)運行后，主變低壓側(cè)刀閘和支柱絕緣子紅外熱成像圖正常。測量故障錄波器的屏后電壓A相為60 V，B相為61 V，C相為57 V，符合三相電壓平衡要求。

3 原因分析

主變的直流電阻、繞組的絕緣電阻、鐵芯及夾件的絕緣電阻、繞組的介質(zhì)損耗和繞組的直流耐壓等試驗數(shù)據(jù)均合格，可排除主變本身故障造成三相電壓不平能的可能性。故障報警發(fā)生時，主變低壓側(cè)的電壓互感器投入三次繞組并接電阻，現(xiàn)象未消失，可排除消諧裝置造成三相電壓不平衡的可能性。電壓互感器的誤差試驗和二次回路試驗數(shù)據(jù)合格，可排除電壓互感器和二次回路的故障造成三相電壓不平衡的可能性。有裂紋絕緣子B相的紅外熱成像的溫度明顯高于支柱絕緣子A相和C相，陰雨天出現(xiàn)B相接地報警，更換支柱絕緣子后報警消除且紅外熱成像圖正常，說明支柱絕緣子B相已形成的貫穿型缺陷導(dǎo)致三相電壓不平衡。

4 結(jié) 論

本文介紹了一起主變低壓側(cè)三相電壓不平衡事件的檢查和處理過程，希望為防止電網(wǎng)類似事故的發(fā)生，保證電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運行和可靠供電提供借鑒和參考。