110千伏干式變壓器故障分析及處理

1前言

電力干式變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，近年來電力系統(tǒng)干式變壓器故障呈上升趨勢，干式變壓器多點(diǎn)接地故障是常見故障。統(tǒng)計(jì)表明，干式變壓器的總事故中，核心多點(diǎn)接地故障占前三位，電力企業(yè)往往需要進(jìn)行計(jì)劃外停電檢修，造成人力、物力和財(cái)力的巨大浪費(fèi)。就平頂山供電公司而言，近二十年來，發(fā)生了七起110 kV ~ 220 kV干式變壓器鐵心多點(diǎn)接地故障。結(jié)合一起110千伏干式變壓器多點(diǎn)接地故障，給出了類似故障的查找、原因分析及處理方法。

1995年5月4日，在定期預(yù)試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)某變電站110千伏主變壓器(以下簡稱P4變壓器)鐵心絕緣為零，其他試驗(yàn)項(xiàng)目合格。主變壓器型號為SFZ7-31500/110，額定電壓為110千伏/10.5千伏，1994年4月投入運(yùn)行，1992年10月交貨。

2現(xiàn)場測量和測試

P4變壓器鐵芯絕緣為零，繞組介質(zhì)損耗因數(shù)、DC電阻和吸收率均合格，表明故障點(diǎn)不在電氣回路和主絕緣中。P4主變壓器鐵心絕緣為零后，用萬用表測量鐵心對地電阻，其電阻為450 k，表明P4主變壓器鐵心為高阻多點(diǎn)接地故障。之后采用電容充放電方式，但效果不明顯，仍為高阻接地故障，說明干式變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障點(diǎn)穩(wěn)定。色譜分析未發(fā)現(xiàn)乙炔，總烴為42 L/L.

干式變壓器投入運(yùn)行，鐵芯接地引下線電流用鉗形電流表測量，電流在60ma ~ 100mA之間。鐵芯引下線電流不大，暫時(shí)可以投入運(yùn)行。經(jīng)分析判斷，干式變壓器屬于高阻接地，不需要立即檢修，但需要加強(qiáng)鐵心接地引下線電流和油色譜的監(jiān)測。如果電流超過1A或出現(xiàn)乙炔和總烴迅速增加等異常現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)檢查，并采取有效措施防止干式變壓器故障。

P4主變壓器鐵芯高阻多點(diǎn)接地故障投入運(yùn)行后，應(yīng)加強(qiáng)鐵芯引下線電流的帶電測量，并定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)。主變壓器P4鐵心絕緣和引下線測量數(shù)據(jù)。

1995年至1998年，P4主變壓器鐵芯為高阻多點(diǎn)接地故障，電阻為450 k，電流非常穩(wěn)定，為60mA。從1999年到2001年，P4主變壓器鐵芯改為中阻多點(diǎn)接地故障，電阻300，電流穩(wěn)定在100 ~ 200Ma之間。在2002年10月的預(yù)防性試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)P4主變壓器鐵心演變成低電阻多點(diǎn)接地故障，電阻值約為27，電流在200 ~ 2600Ma之間不穩(wěn)定。鐵芯多點(diǎn)接地由高阻變?yōu)榈妥瑁拥仉娏饔煞€(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定，說明故障點(diǎn)不是死角。根據(jù)值班人員的巡視觀察和統(tǒng)計(jì)，P4主變壓器鐵心接地故障電流的大小與天氣和負(fù)荷無關(guān)。

除了實(shí)時(shí)測量堆芯引線電流，還加強(qiáng)了油的色譜分析。主要分析數(shù)據(jù)見表2。從表2可以看出，乙烯是總烴的主要成分，這也是干式變壓器鐵心多點(diǎn)接地故障的主要特征；1995-1998年，P4主變壓器油中無乙炔，總烴相對穩(wěn)定，在46 ~ 65.3L/L之間；1999年9月先次發(fā)現(xiàn)乙炔，油中總烴含量變化很大，從48.7 L/L到153.9 L/L不等，表明油中多點(diǎn)接地點(diǎn)的異物 #p#分頁標(biāo)題#e#

P4主變壓器鐵心引線電流不穩(wěn)定，工作人員加強(qiáng)了帶電測量和色譜分析。2002年10月，周期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鐵心絕緣只有27，連續(xù)兩個(gè)月多次測量鐵心引線電流，部分測量數(shù)據(jù)超過1年，較大值達(dá)到2.6A，2002年12月17日，鉗形電流表測得P4主變壓器鐵心引線電流為0.2 A ~ 2.6 A， 在P4主變壓器鐵芯的引線電路中安裝了限流電阻，將P4主變壓器鐵芯的引線電流限制在1A以下，如圖1所示。

在圖1中，K1和K2是單向刀閘。正常情況下，只存在P4干式變壓器-K2-電阻-接地回路，K2閉合，用鉗形電流表直接測量該接地回路的電流。對于P4干式變壓器，在安裝限流電阻前，用鉗形電流表測量引下線電流為0.2 A ~ 2.6 A，安裝20限流電阻后，其電流在30 A ~ 80 A之間，說明20限流電阻是合適的。

一般情況下，110kV干式變壓器的漏磁較小，用鉗形電流表測量可以滿足要求。干式變壓器漏磁大，鉗形電流表測量鐵芯引下線電流誤差大，容易導(dǎo)致誤判。對于220千伏及以上的干式變壓器，一些舊的和早期的干式變壓器的漏磁可能很大(0 ~ 30年)，顯然不能滿足測量要求。一般情況下，電流表應(yīng)串聯(lián)在鐵芯引線上，以便直接測量。如圖1虛線框所示，可以臨時(shí)增加一個(gè)K1-電流表-接地測量電路。電路接牢后，K1閉合，K2斷開，直接讀取電流表的指示數(shù)。測量結(jié)束后，先關(guān)閉K2，然后斷開K1，較后拆除測量電路。這種測量可以消除漏磁的影響，避免誤判。