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變壓器行情

【技術解析】隔離變壓器夾件多點接地缺陷的分

摘要:隨著我國電力建設規模的逐漸擴大以及日益復雜的電網結構,電力企業為確保安全運行,對電力設備可靠性的要求越來越高.通過一次220 kV 線路故障引起的主變停電事故,分析高壓輸電線路及高壓隔離變壓器斷路器的常見故障及防范措施. 隔離變壓器正常運行時,鐵芯和夾件必須分別可靠接地,同時還應避免多點接地,否則接地點之間形成閉合回路,由于磁場作用,將會在鐵芯或夾件上感應產生環流,造成鐵芯或夾件局部過熱,對隔離變壓器油產生劣化作用,縮短隔離變壓器使用壽命,環流較大時甚至會直接導致鐵芯或夾件燒毀,對隔離變壓器安全運行危害極大[1].

現場實際中,鐵芯多點接地較為多發,引起的后果也更為嚴重,通常用戶非常關注,而夾件多點接地則沒有引起足夠注意[2].事實上,夾件多點接地雖發生概率低,影響也相對小些,一旦出現過大的接地電流,長期得不到處理或限制,也將嚴重威脅隔離變壓器安全運行.近些年,國網系統內曾連續發生過夾件多點接地導致隔離變壓器燒毀的事故,相關問題必須引起重視.

1、隔離變壓器缺陷描述淮南電網某220 kV 隔離變壓器型號為SFSZ10–150000/220,額定電壓230/121/38.5 kV,額定容量150 MVA,于2009 年2月出廠次月投運,投運前的安裝檢查及交接試驗(含油質試驗)未見異常,但投運4 個月后曾出現油色譜氫氣超標現象(實測值235 μL/L),且產氣速率呈較快增長趨勢.

為確保隔離變壓器運行安全,同年12 月對該設備進行了濾油脫氣處理,之后油中氫氣含量減至28 μL/L,其后兩個月內的油色譜跟蹤試驗發現氫氣含量雖仍有細微增加,但產氣速率非常緩慢.此后,隔離變壓器一直運行良好,未見任何異常現象,直至2015 年5 月檢測發現夾件接地電流超標(實測值360 mA).

隔離變壓器缺陷發現后,立即對該隔離變壓器進行取油樣分析,結果微水、耐壓及色譜數據均正常.通過連續三周內對隔離變壓器運行情況的嚴密監視,發現夾件接地電流隨負荷增加而增大(當2015 年6 月23 日負荷為105 MW 時,接地電流達6290 mA),油樣分析微水、耐壓試驗數據無明顯變化,但色譜氫氣含量異常(6 月23 日取樣,油中氫氣含量突增到162.1 μL/L).對隔離變壓器進行臨時停電試驗,測得鐵芯對地絕緣電阻60000 MΩ,鐵芯對夾件絕緣電阻51000 MΩ,而夾件對地絕緣電阻幾近于零(7 Ω).

根據絕緣電阻測試結果,基本可以斷定隔離變壓器夾件有多點接地,而且非常可能是金屬接觸接地,因為單純的絕緣件受潮不會導致絕緣電阻值近似于零.

2、隔離變壓器缺陷分析根據隔離變壓器缺陷表征現象和試驗診斷數據,結合隔離變壓器歷史運行信息,對本次隔離變壓器缺陷情況進行深入探討分析,重點研究分析本次隔離變壓器缺陷對隔離變壓器安全運行的影響以及可能的接地隔離變壓器缺陷部位.

2.1 本次隔離變壓器缺陷對隔離變壓器安全運行的影響從理論原理上分析,結合現場經驗,夾件多點接地不同于鐵芯多點接地,其產生的環流主要是由漏磁通感應產生,接地電流一般不會太大,通常更大不會超過十幾安培[3],按目前6290 mA 的接地電流,不會對隔離變壓器正常運行造成較大影響,在迎峰度夏不便停電之際,隔離變壓器可以繼續運行,待負荷高峰期過后再停電處理隔離變壓器缺陷,但由于負荷增大時,受漏磁增加的影響,夾件上感應環流會隨之增大,為保險起見,須對隔離變壓器進行適當的限負荷.

2.2 本次隔離變壓器缺陷與2009年氫氣超標現象有無必然聯系隔離變壓器2009 年初次投運后不久曾出現油中氫氣超標異常現象,但油中其他氣體含量均正常,說明隔離變壓器內部并無放電現象,絕緣性能未受影響.由于交接試驗時油微水、耐壓及色譜分析均合格,運行4 個月后氫氣超標,有可能是產品制造時內部絕緣材料烘烤不徹底,導致主變帶負荷運行時絕緣材料中殘留水分由于熱作用而散發到油里面并分解產生了氫氣.

對于隔離變壓器本次隔離變壓器缺陷后,6 月測得油中氫氣超標問題,從負荷、接地電流、氫氣含量等數據(如表1 所示)綜合分析,極可能是因為大負荷情況下夾件環流增大、加強了熱作用,導致絕緣材料中仍殘余的水分進一步散發出來并分解產生氫氣.因此,在因果機理上,本次隔離變壓器缺陷與2009 年氫氣超標現象并無必然聯系.

2.3 內部夾件主要的可能接地部位有哪些查閱設計圖紙和技術說明書,仔細研究該隔離變壓器內部結構,對夾件多點接地的可能部位進行逐一梳理,其中可能性較大的接地部位主要有以下幾處:

1 位于隔離變壓器鐘罩頂部的定位柱(如圖1 所示).為防止運輸途中器身(芯體)在里面發生位移,隔離變壓器設計制造時在油箱上部、下部設置了多處固定點,上部定位柱共有三處,定位柱的四周通過絕緣擋板與油箱絕緣(擋板厚度為2 ~ 3 cm),如果絕緣擋板破損或是有金屬顆粒、毛刺搭接,夾件將與油箱相連而http://xinxingzhen.ndsfs.com/出現多點接地現象.

2 位于隔離變壓器油箱底部的定位栓如圖1 所示,其作用與鐘罩頂部的定位柱相同,對芯體進行固定保護,保障運輸途中隔離變壓器安全.底部定位栓共有4 處,分別通過絕緣墊板與油箱內壁絕緣,如果絕緣墊板破損或有金屬異物,同樣將導致夾件出現多點接地現象.

3 位于有載開關托板與金屬鉚釘之間處如圖2 所示.金屬托板是與夾件相連的,金屬鉚釘則與開關法蘭相連,正常情況下有載調壓開關托板與金屬鉚釘呈水平狀,相互間存在一定間隙(比較小,2 cm 左右),只要有載開關安裝時法蘭平整,托板與鉚釘不會有接觸.但若有載開關安裝時,法蘭稍有偏移、開關本身傾斜或是鉚釘產生位移,由于隔離變壓器運行時電動力作用下產生振動,金屬托板與金屬鉚釘之間的間隙會越來越小直至終相互接觸,造成夾件與油箱相通而使夾件多點接地.

隔離變壓器初次投運前進行過現場吊罩檢查,未發現任何異常情況,而且安裝完畢后絕緣測試及相關試驗均合格,因此,上下定位出現金屬異物搭接的可能性相對小些,而定位處絕緣擋板(墊板)完全破損是需要較長時間的發展過程的,可能性也比較小,可能性更大的接地點就是有載開關托板與鉚釘之間直接接觸,應列為隔離變壓器缺陷排查的重點部位.

  

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