黃偉均

摘 要：在電力系統(tǒng)中，變壓器極為重要，它是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備之一。在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，受多種因素的影響，變壓器經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障，其中，多點(diǎn)接地故障較為常見(jiàn)。簡(jiǎn)要分析了電壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障中的常見(jiàn)表現(xiàn)和問(wèn)題出現(xiàn)的原因，基于此，總結(jié)了相應(yīng)的維修處理措施，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；變壓器；多點(diǎn)接地故障；電壓器鐵芯

中圖分類(lèi)號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.154

電力變壓器是電力網(wǎng)中主要的靜態(tài)電力設(shè)備之一，它是由鐵芯、繞組和箱體等組成的，這些結(jié)構(gòu)相互配合、相互作用。如果變壓器的安裝、維護(hù)等工作存在操作不規(guī)范、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那闆r，就可能導(dǎo)致絕緣體、接地套管等部位的變壓器鐵芯出現(xiàn)多點(diǎn)接地的問(wèn)題。因此，在維護(hù)和管理電力變壓器的過(guò)程中，要注重對(duì)鐵芯多點(diǎn)接地故障的分析和處理，及時(shí)解決鐵芯多點(diǎn)接地故障，從而為變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

1 改善變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障

1.1 故障出現(xiàn)的主要位置

變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障多出現(xiàn)在以下幾個(gè)位置：①鐵芯夾件，變壓器中的夾片、夾具是故障易發(fā)的部位。這主要是因?yàn)闆](méi)有完整地把接地銅片連接到夾具或者夾片上，導(dǎo)致夾具到變壓鐵芯之間的距離過(guò)短，出現(xiàn)放電現(xiàn)象。②鐵芯絕緣體。一般情況下，變壓器中的絕緣體會(huì)受雨水的影響，在安裝和運(yùn)維的過(guò)程中，很容易忽視對(duì)雨水、滲水等情況的預(yù)防、處理，導(dǎo)致絕緣體出現(xiàn)膨脹或解潮的現(xiàn)象，使絕緣體出現(xiàn)搭接的情況，進(jìn)而引發(fā)鐵芯多點(diǎn)接地故障。③硅鋼片。在溫度、外力的影響下，硅鋼片可能會(huì)變形。在制造硅鋼片的過(guò)程中，如果沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)箍和對(duì)齊操作，就會(huì)使硅鋼片彎曲，進(jìn)而出現(xiàn)多點(diǎn)接地故障。④接地套管。在變壓器中，接地套管有重要的作用。而在溫度或外力的影響下，接地套管可能會(huì)出現(xiàn)變形、開(kāi)裂等現(xiàn)象，變壓器中存在雜物，使鐵芯多點(diǎn)接地有搭接，從而引發(fā)多點(diǎn)接地故障。

1.2 常見(jiàn)故障類(lèi)型及其成因

總的來(lái)說(shuō)，變壓器多點(diǎn)接地故障主要有以下幾種：①安裝變壓器時(shí)有疏忽，鐵芯觸碰到了殼或夾件；②穿芯螺栓鋼座套的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，使硅鋼片發(fā)生短接；③鐵芯絕緣體受到損傷時(shí)，鐵芯會(huì)出現(xiàn)高阻多點(diǎn)接地故障；④潛硅軸承被磨損時(shí)，會(huì)產(chǎn)生金屬粉末，形成橋路，導(dǎo)致箱底和鐵軛出現(xiàn)多點(diǎn)接地故障。

導(dǎo)致鐵芯出現(xiàn)故障的原因主要有3個(gè)：①加工接地片時(shí)，加工工藝和設(shè)計(jì)不夠規(guī)范，導(dǎo)致短路情況的出現(xiàn)；②變壓器中的其他附件也可能引發(fā)多點(diǎn)接地故障；③安裝變壓器時(shí)，稍有疏忽，就會(huì)導(dǎo)致主變中出現(xiàn)金屬異物，出現(xiàn)由鐵芯帶來(lái)的毛刺，進(jìn)而出現(xiàn)鐵銹、焊渣等，引發(fā)接地故障。

2 故障檢測(cè)和處理方法

2.1 檢測(cè)方法

2.1.1 分析應(yīng)用試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.1.1.1 應(yīng)用色譜數(shù)據(jù)分析方法

通過(guò)分析油中溶解的氣體色譜對(duì)數(shù)據(jù)，在沒(méi)有停電的情況下，對(duì)變壓器中的油色譜進(jìn)行試驗(yàn)和跟蹤，判斷變壓器中是否有鐵芯多點(diǎn)接地故障出現(xiàn)。一般情況下，如果變壓器中存在鐵芯多點(diǎn)接地故障，則色譜分析結(jié)果如下：①烴的總含量超出國(guó)家規(guī)定的1.50×10-4注意值；②總烴產(chǎn)氣的速率在國(guó)家規(guī)定的注意值，乙烯呈急劇增長(zhǎng)的趨勢(shì)；③應(yīng)用三比法可知體征氣體編碼為0，2，2；④估算故障點(diǎn)的溫度在700～1 000 ℃之間。

當(dāng)色譜分析出現(xiàn)以上幾種特征時(shí)，并證實(shí)不存在分解開(kāi)關(guān)接觸不良、油泵故障等情況，則可判定為變壓器發(fā)生了鐵芯多點(diǎn)接地故障。

2.1.1.2 分析電氣測(cè)量數(shù)據(jù)的方法

這種方法有環(huán)流測(cè)量法和測(cè)量絕緣電阻2種。當(dāng)變壓器運(yùn)行時(shí)，可應(yīng)用鉗型電流表測(cè)量接地套管接地引下線處的電流，如果正常，則該處電流的數(shù)值較小。如果存在多點(diǎn)接地故障，則此處環(huán)流數(shù)值可達(dá)到A級(jí)，嚴(yán)重情況時(shí)可達(dá)數(shù)百安培。

對(duì)于測(cè)量絕緣體電阻這種方法，需要設(shè)備停止運(yùn)行，斷開(kāi)鐵芯，引出接地線，再應(yīng)用2 500 V的兆歐表測(cè)量鐵芯接地套管處的絕緣電阻。測(cè)量后，需將數(shù)據(jù)與歷年數(shù)據(jù)、零電阻進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)此處電阻值比較低，則變壓器可能存在鐵芯多點(diǎn)接地故障。出現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)該準(zhǔn)確測(cè)量繞組中的直流電阻。如果得到的數(shù)據(jù)符合相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，且數(shù)值處于偏小的狀態(tài)，有一定變化規(guī)律，則可明確電氣回路中沒(méi)有故障，從而進(jìn)一步確定變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障。

2.1.2 分析設(shè)備的運(yùn)行狀況

這種方法需要在故障已經(jīng)出現(xiàn)時(shí)使用，具體應(yīng)用時(shí)，可從以下2個(gè)方面入手：①?gòu)淖儔浩鞯倪\(yùn)行時(shí)間、具體負(fù)荷情況、故障出現(xiàn)的情況、外力作用等方面入手分析；②參考變壓器的運(yùn)行記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定故障的具體類(lèi)型。一般情況下，如果變壓器不運(yùn)行的狀況持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，變壓器鐵芯電阻突然降低，色譜分析顯示正常，則屬于不穩(wěn)定性故障，可能是由油泥沉淀引起的。

2.2 故障處理方法

2.2.1 應(yīng)急方法

這種處理方法主要被應(yīng)用于不穩(wěn)定接地故障的處理中，具體流程是：把開(kāi)關(guān)安裝在鐵芯沒(méi)有故障的接地點(diǎn)處。此時(shí)，鐵芯接地引出線未連接，采用兆歐表實(shí)施充電電容。隨后將開(kāi)關(guān)放置到放電回路中，對(duì)故障點(diǎn)實(shí)施放電，并測(cè)量鐵芯絕緣處的電阻，確定故障的排除效果。

2.2.2 徹底排除措施

在具體工作中，要想徹底排除故障，要從以下3方面入手：①檢查變壓器的外觀，查看鐵芯與夾具之間有無(wú)碰撞的情況，硅鋼片有無(wú)彎曲，鐵芯柱與拉板之間是否有異物。②打開(kāi)鐵芯與夾件處的連接片，應(yīng)用6 V直流電從硅鋼片通過(guò)，測(cè)量硅鋼片處的電壓。如果電力數(shù)值是0，或者指針指向反方向，則可確定此處是故障點(diǎn)。③將電壓接入變壓器低壓繞組中，使鐵芯處有磁通產(chǎn)生，隨后測(cè)量該處電流，確定此處是否為故障點(diǎn)。④鐵芯接地點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，向鐵芯加壓，確定故障點(diǎn)。

3 案例分析

2016-07，某電力試驗(yàn)人員帶電測(cè)量某一變壓鐵芯電流，發(fā)現(xiàn)鐵芯接地電流是3.12 A，且變壓器的溫度升高。隨后，測(cè)試此變壓器的鐵芯絕緣體，發(fā)現(xiàn)電阻是3.6 MΩ，懷疑此變壓器存在多點(diǎn)接地故障。隨后，進(jìn)行絕緣油色譜實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。經(jīng)分析，此變壓器存在鐵芯多點(diǎn)接地故障，這是向變壓器注油時(shí)，夾件、鐵芯處被沖擊所致。

針對(duì)這一故障，應(yīng)用圖1所示原理和路線處理，即將鐵芯接地與接地網(wǎng)的連線打開(kāi)后，使用35 uF、交流是1.68 kV的電容器，2 500 V的兆歐表充電，達(dá)到2 000 V以上后，立即將歐兆表斷開(kāi)，并迅速將鐵芯接地的引出端連接到變壓器中。這時(shí)，聽(tīng)到清脆的放電聲，則表明放電沖擊完成。隨后測(cè)量鐵芯處的

絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)其為30 000 MΩ，則表明故障已成功消除。

4 結(jié)束語(yǔ)

在變壓器運(yùn)行的過(guò)程中，不能出現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地，否則可導(dǎo)致放電脈沖出現(xiàn)，也可導(dǎo)致不穩(wěn)定型的短路接地出現(xiàn)，從而出現(xiàn)變壓器內(nèi)部局部過(guò)熱、輕瓦斯動(dòng)作等情況，難以保證變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在對(duì)變壓器進(jìn)行運(yùn)維的過(guò)程中，要注重鐵芯多點(diǎn)接地這一故障的處理，使變壓器能夠穩(wěn)定運(yùn)行，從而保證整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕