110kV主變高壓引線對(duì)夾件放電接地產(chǎn)生的故障研究

范亮

【摘 要】高壓引線對(duì)夾件放電接地故障是在110kV主變運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)的一類問(wèn)題，需要檢查吊芯及跳閘原因，采取有效的故障處理措施。文章將結(jié)合某110kV主變接地故障案例，探討其故障檢查過(guò)程，并提出幾點(diǎn)具體的故障分析及處理方法，以期為相關(guān)110kV主變運(yùn)維管理提供參考。

【關(guān)鍵詞】110kV主變；高壓引線；接地故障

在110kV變電所的運(yùn)行過(guò)程中，主變?cè)O(shè)備及線路的運(yùn)行穩(wěn)定性對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量有直接影響。客觀而言，在多方面影響因素的作用下，包括人為因素、環(huán)境因素、設(shè)備因素等，運(yùn)行故障問(wèn)題無(wú)法避免。但應(yīng)在故障發(fā)生后，系統(tǒng)分析故障原因，及時(shí)采取有效的處理方法，恢復(fù)系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，減少故障損失。

一、故障案例

某110kV變電所1#主變出現(xiàn)差速斷保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)出現(xiàn)重瓦斯和輕瓦斯動(dòng)作及壓力釋放動(dòng)作。9s中后產(chǎn)生10kV備自投動(dòng)作，通過(guò)檢查故障線路錄波波形發(fā)現(xiàn)，A相出現(xiàn)故障，峰值電流達(dá)到29.14A，高壓側(cè)為6994A。本次故障持續(xù)時(shí)間約為90ms，約為4.5個(gè)周波。從故障現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)看，該110kV變電所有一條線路主供，還有一條熱備線路。變電所中的1#和2#主變?cè)O(shè)備為110kV/10kV開(kāi)關(guān)運(yùn)行，其中1#主變的開(kāi)關(guān)電流為105A，2#主變的開(kāi)關(guān)電流為104A。此外，10kV開(kāi)關(guān)熱備用，35kV開(kāi)關(guān)冷備用。在現(xiàn)場(chǎng)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，1#設(shè)備出現(xiàn)上述動(dòng)作時(shí)，110kV/10kV開(kāi)關(guān)分閘，在主變壓力釋放過(guò)程中出現(xiàn)了噴油痕跡。通過(guò)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，除了油色譜出現(xiàn)異常外，其他運(yùn)行情況正常。其中，油色譜異常主要表現(xiàn)為乙炔超標(biāo)嚴(yán)重，三比值得到102。從外觀情況來(lái)看，油枕出現(xiàn)噴油，主變高壓套管的B相和C相出現(xiàn)位移，在瓷套管和下法蘭間出現(xiàn)嚴(yán)重的滲油現(xiàn)象，可以初步定義為電弧放電故障[1]。

二、故障檢查結(jié)果

在出現(xiàn)上述問(wèn)題后，變電所運(yùn)維人員對(duì)主變?cè)O(shè)備進(jìn)行了吊芯檢查，在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，110kV主變的高壓A相引線側(cè)的夾件出現(xiàn)明顯放電痕跡。具體表現(xiàn)為，A相引線夾件有明顯的燒焦痕跡，夾件部分絕緣已經(jīng)被燒損或燒焦，導(dǎo)致約1/3的導(dǎo)線被燒損。另外在層壓木壓圈的外表面也出現(xiàn)明顯燒焦痕跡，有貫穿性的燒焦裂紋，靠層壓木的一個(gè)壓丁壓環(huán)處也出現(xiàn)明顯的貫穿性燒焦裂紋。運(yùn)維人員打開(kāi)層壓木和絕緣件后，發(fā)現(xiàn)A相線圈基本完好，整體較為平整，沒(méi)有出現(xiàn)線圈變形現(xiàn)象。在靠近鐵芯的一側(cè)低壓線圈上，出現(xiàn)明顯的銅顆粒。打開(kāi)B相和C相的層壓木和絕緣件進(jìn)行檢查，線圈也未出現(xiàn)變形現(xiàn)象，線圈保持完好。在壓板和線圈間沒(méi)有屏蔽壓圈。此外，檢查郵箱底部發(fā)現(xiàn)其基本保持清潔，沒(méi)有出現(xiàn)水分和雜質(zhì)的痕跡[2]。

三、故障分析及處理

（一）故障分析過(guò)程

在上述110kV主變高壓引線對(duì)夾件放電的接地故障分析過(guò)程中，從主變吊芯的檢查結(jié)果來(lái)看，上層壓木存在質(zhì)量問(wèn)題，木質(zhì)中有可能還有金屬及其他雜質(zhì)顆粒，導(dǎo)致局部出現(xiàn)放電。在高壓引線和層壓木間，以及層壓木和壓丁壓環(huán)間，都存在長(zhǎng)期局部放電現(xiàn)象，進(jìn)而形成放電通道，導(dǎo)致絕緣部分被擊穿。絕緣部分被擊穿后，高壓引線直接對(duì)夾件放電，是導(dǎo)致本次主變跳閘故障的主要原因。此外，考慮到?jīng)]有靜電環(huán)，線圈和引線的電場(chǎng)分布不均勻，在對(duì)地電容量較大線圈處，電壓分布也不均勻。可能導(dǎo)致局部因電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)大，導(dǎo)致高壓引線相對(duì)于夾件的點(diǎn)位過(guò)高，進(jìn)而引發(fā)局部放電問(wèn)題。在這種情況下，長(zhǎng)期局部放電現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致絕緣部分被擊穿，引發(fā)主變跳閘故障。在上述故障案例中，110kV主變的B相和C相套管因A相單相接地，最大電流達(dá)到6994A，可以瞬間將B相和C相的電壓抬高。如果超出套管能夠承受的短時(shí)過(guò)電壓極限，則會(huì)導(dǎo)致套管的瓷套和法蘭間產(chǎn)生位移。綜合上述分析，對(duì)于本次故障事故的判斷結(jié)果為，由于壓層木原材料質(zhì)量不合格，導(dǎo)致其自身絕緣質(zhì)量較差。再加上變壓器沒(méi)有均壓環(huán)，線圈和引線的電廠分布不均勻，導(dǎo)致高壓引線相對(duì)于夾件的電位長(zhǎng)期過(guò)高，產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。絕緣部分受到損壞后，因擊穿放電引發(fā)主變跳閘故障。

（二）故障處理方法

基于上述故障檢查及分析結(jié)果，在平時(shí)的運(yùn)行管理過(guò)程中，需要加強(qiáng)110kV主變運(yùn)行監(jiān)督力度。在設(shè)備安裝過(guò)程中，首先應(yīng)對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)廠家提供的原材料進(jìn)行檢查，確保其質(zhì)量水平符合實(shí)際使用要求。對(duì)于110kV主變?cè)O(shè)備而言，需要安裝靜電環(huán)，對(duì)線圈及引線絕緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，提高油介質(zhì)耐電性及絕緣部分年耐電強(qiáng)度，防止因局部電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)過(guò)大，導(dǎo)致出現(xiàn)擊穿放電現(xiàn)象。通過(guò)采用靜電環(huán)，可以保證繞組頭幾匝電壓分布均勻。對(duì)于110kV及以上的主變?cè)O(shè)備而言，如果未安裝靜電環(huán)，則應(yīng)該經(jīng)常性的做局部放電試驗(yàn)，保證設(shè)備運(yùn)行可靠性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部放電問(wèn)題，并采取有效的處理措施，避免局部放電導(dǎo)致絕緣部分被擊穿。通過(guò)提前發(fā)現(xiàn)和處理變壓器故障隱患，也有利于延長(zhǎng)變壓器工作壽命。在出現(xiàn)上述故障問(wèn)題后，則應(yīng)第一時(shí)間組織運(yùn)維檢修人員開(kāi)展故障分析和處理工作。找到故障發(fā)生部位，對(duì)已經(jīng)受損的部件進(jìn)行更換。通過(guò)及時(shí)開(kāi)展故障處理工作，恢復(fù)主變?cè)O(shè)備及電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在平時(shí)的運(yùn)維檢查過(guò)程中，則應(yīng)制定完善的運(yùn)維管理制度，定期開(kāi)展相關(guān)檢查活動(dòng)。發(fā)生故障后，也需要對(duì)故障檢修過(guò)程進(jìn)行記錄，為故障防護(hù)措施的選擇和制定提供依據(jù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，110kV主變高壓引線對(duì)夾件放電接地故障可能是由于多方面原因?qū)е碌模诠收习l(fā)生后，通過(guò)做好現(xiàn)場(chǎng)檢查及故障分析工作，可以準(zhǔn)確找到故障發(fā)生原因。然后通過(guò)采取有效的故障處理措施，恢復(fù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，在平時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)加強(qiáng)檢查力度，可以提前發(fā)現(xiàn)故障隱患，降低故障發(fā)生幾率。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡園.一起110kV線路接地故障的保護(hù)動(dòng)作分析[J].大眾用電，2017，32（07）：39-40.

[2]姚建鋒，顧克拉.110kV主變高壓引線對(duì)夾件放電接地產(chǎn)生的故障分析[J].湖州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，33（S1）：252-253.