李尹光++孫福++劉貞超

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.19.026

摘 要：鐵芯多點(diǎn)接地為變壓器運(yùn)行常見(jiàn)問(wèn)題，給變壓器運(yùn)行帶來(lái)重要影響。通過(guò)一起500 kV變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障，介紹了通過(guò)變壓器油的色譜分析、三比值法、產(chǎn)氣速率、接地電流等來(lái)判斷電力變壓器的故障性質(zhì)，進(jìn)入變壓器本體對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行查找，故障原因?yàn)殍F軛地屏接地線破損與夾件短接，并對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行了有效的處理，消除了鐵芯多點(diǎn)接地問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：變壓器 多點(diǎn)接地 故障 原因 處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（a）-0026-02

變壓器鐵芯及夾件多點(diǎn)接地故障是比較常見(jiàn)和突出的問(wèn)題，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，制造安裝工藝不良、油中帶金屬異物、接地引線絕緣受損、固定件松動(dòng)、潛油泵受損等可能會(huì)導(dǎo)致鐵芯、夾件多點(diǎn)接地，通過(guò)接地形成閉合回路，在漏磁作用下形成幾安甚至幾十安的環(huán)流，導(dǎo)致鐵芯過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣油過(guò)熱分解，引起絕緣油色譜數(shù)據(jù)異常，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鐵芯硅鋼片燒壞，造成主變重大事故。

1 原因分析

根據(jù)變壓器油中溶解氣體分析情況，立即查找故障原因，通過(guò)測(cè)量鐵芯、夾件接地電流，進(jìn)行絕緣油色譜分析，及時(shí)了解故障氣體的變化趨勢(shì)，為下一步采取措施做好準(zhǔn)備。

1.1 絕緣油色譜分析

1號(hào)主變投運(yùn)前后變壓器取油樣并進(jìn)行色譜分析，結(jié)果如表1。

通過(guò)色譜分析結(jié)果，2013年1月1日，1號(hào)主變A相檢出C2H2含量為1.14 μL/L，總烴、H2出現(xiàn)大幅度的增加。其中C2H2含量超過(guò)GB/T7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析與判斷導(dǎo)則》的注意值1μL/L。

（1）三比值法。

由于油中固體絕緣材料在不同的溫度、不同的放電形式下產(chǎn)生的氣體各不相同，可以根據(jù)氣體含量比值分析進(jìn)行分析。根據(jù)2013年1月1日試驗(yàn)數(shù)據(jù)，C2H2/C2H4=0.05，編碼為0；CH4/H2=1.18，編碼為2；C2H4/C2H6=9.42，編碼為2，三比值編碼為022，且有絕緣油中出現(xiàn)C2H2氣體，可判斷變壓器內(nèi)部出現(xiàn)高于700 ℃的高溫，但絕緣油中CO氣體的含量較低，可判斷固體絕緣未出現(xiàn)異常，其高溫為裸金屬過(guò)熱導(dǎo)致。

（2）絕對(duì)產(chǎn)氣速率。

根據(jù)C2H2氣體含量來(lái)分析2013年1月5日10：00點(diǎn)到2013年1月6日10：00點(diǎn)的絕對(duì)產(chǎn)氣速率。根據(jù)公式γa=（Ci2-Ci1）×G/（△t×d）計(jì)算得出為0.6 mL/h。根據(jù)規(guī)程，C2H2的絕對(duì)產(chǎn)氣速率γa>0.2 mL/h，說(shuō)明變壓器存在故障。

1.2 測(cè)量鐵芯、夾件接地電流

用鉗形電流表測(cè)試變壓器鐵芯接地及芯夾件接地電流分別為10.3 A、10.4 A，同時(shí)鉗住鐵芯及芯夾件的接地線，檢測(cè)電流為23 mA，說(shuō)明電流方向相反。判斷鐵芯已經(jīng)與夾件連通，形成兩點(diǎn)接地，在漏磁影響下，感應(yīng)出10 A左右的電流，局部磁通集中，鐵芯出現(xiàn)局部過(guò)熱，使周?chē)慕^緣油出現(xiàn)分解，產(chǎn)生氣體。

1.3 絕緣電阻及直流電阻測(cè)試

停電時(shí)對(duì)鐵芯及夾件進(jìn)行絕緣及導(dǎo)通測(cè)試（帶接地引下線），變壓器鐵芯與鐵芯夾件間的直流電阻為0.62 Ω，變壓器鐵芯及鐵芯夾件對(duì)地絕緣電阻為700 MΩ/ min。結(jié)合色譜分析情況，鐵芯、夾件接地電流變化情況，絕緣電阻、直流電阻變化情況，確定是鐵芯多點(diǎn)接地引起的裸金屬過(guò)熱故障，溫度超過(guò)700 ℃，但固體絕緣未受損傷。

2 故障查找及處理

2.1 故障查找

結(jié)合該變壓器鐵芯、夾件的結(jié)構(gòu)分析（如圖1），鐵心結(jié)構(gòu)為單相四柱式，主柱油道（縱向油道）將鐵芯分成三大部分，每一部分 又由鐵芯橫向油道分成兩個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，6個(gè)獨(dú)立的區(qū)域彼此間由軟銅帶并聯(lián)成一個(gè)整體，最終由小套管引出至箱體外側(cè)接地。

在機(jī)組檢修期間將備用相更換1號(hào)主變A相后，對(duì)故障相進(jìn)行入箱檢查。檢查鐵芯夾件接地引出線絕緣情況、鐵芯尖角與夾件是否有搭接、鐵芯是否有落片破壞了墊腳或橫梁絕緣、各鐵軛地屏接地線絕緣情況、鐵芯與墊腳或橫梁是否有接觸、鐵芯接地片與夾件是否有接觸、器身磁屏蔽與鐵芯是否接觸，打開(kāi)區(qū)域間連接軟引線，分別測(cè)量各區(qū)域鐵芯對(duì)夾件絕緣電阻，測(cè)試值見(jiàn)表2。最終發(fā)現(xiàn)區(qū)域6絕緣電阻為零，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)X柱旁軛地屏接地線絕緣破損，并與夾件接觸，形成鐵芯多點(diǎn)接地問(wèn)題。

2.2 故障原因

鐵軛地屏是由銅皮制成，銅皮并列貼在紙板上，并列銅皮由銅帶并聯(lián)連接成整體，引出一根接地線，連接至夾件腹板接地。地屏與鐵心間有4 mm紙板絕緣，不會(huì)造也地屏銅帶與鐵心的直接接觸。地屏接地線穿過(guò)鐵心與夾件的絕緣、夾件腹板的開(kāi)孔與夾件連接。安裝地屏?xí)r，地屏接地線有可能與鐵心和夾件靠在一起，地屏接地線包有3 mm絕緣，一般情況靠在一起也不會(huì)引起地屏對(duì)地通路，由于安裝地屏?xí)r操作不當(dāng)，引起接地線絕緣有局部損傷，造成接地線對(duì)鐵心絕緣減弱，在變壓器投運(yùn)沖擊過(guò)電壓作用下，絕緣擊穿，形成死接，從而導(dǎo)致鐵心多點(diǎn)接地。

2.3 故障處理

將拆下來(lái)的接地線的連接端重新壓接線鼻子，并打磨光滑無(wú)毛刺，并清理干凈，將引線改為從腹板上部引出。剝離受損的皺紋紙，并用新的皺紋紙重新半疊繞包，使其略高于原來(lái)的皺紋紙，絕緣處理后將引線改為從腹板上部引出重新接地，為保證引線對(duì)夾件的絕緣強(qiáng)度，在引線與夾件腹板間增加了3 mm絕緣紙板（如圖2），在恢復(fù)后測(cè)量絕緣均正常。

3 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用變壓器油中溶解氣體色譜分析，可以準(zhǔn)確地判斷變壓器故障性質(zhì)和嚴(yán)重程度，是早期發(fā)現(xiàn)變壓器潛伏性故障的一種有效方法。通過(guò)絕緣油色譜分析、測(cè)量鐵芯夾件接地電流、三比值法及產(chǎn)氣速率判斷設(shè)備故障為鐵芯多點(diǎn)接地。通過(guò)分區(qū)域查找鐵芯接地點(diǎn)，并對(duì)接地線進(jìn)行處理，保證了變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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