变压器突发短路故障的缺陷分析

变压器突发短路故障的缺陷分析变压器突发短路故障的缺陷分析 引言引言 近年来变压器突发短路冲击后损坏几率大增 已占全部损 坏事故的 40 以上 变压器经受突发短路事故后状况判断 能 否投运 成为运行单位经常要决策的问题 以前变压器发生突 发短路事故以后 需要组织各方面专家分析事故成因 然后确 定试验方法 根据试验结果继续分析或者追加试验 这种分析 抢修机制已不适应当前电网停电时间限制 高可靠性以及事故 严重性等情况 北京供电局修试处总结 300 余台 110kv 及以上 电压等级变压器多年运行维护经验形成了一套固定的短路突发 事故试验分析方法 即油色谱分析 绝缘电阻试验 绕组直阻 试验和绕组变形试验四项分析 实践证明 四项分析基本能够 满足变压器突发事故的分析要求 1 分析项目分析项目 1 1 变压器油中溶解气体色谱分析 用于判断变压器内是否发生过热或者放电性故障 该项目 对变压器突发事故的故障判断十分敏感 但需要仪器精度高 仅适于在试验室进行 故比较费时 实践中 多数情况下对缺 陷的初步定性要依靠它 综合分析也要结合色谱分析结果进行 而且该方法能判断出很多别的试验无法发现的缺陷 例如中兴 庄变电站 35kv 原 1 变压器突发事故后 无载分接开关处放电 但直阻试验反映不出来 只有色谱分析才能发现 1 2 绝缘电阻试验 变压器各绕组 铁心 夹铁 外壳相互之间的绝缘电阻是 否正常 是常用的简易检查项目 如老君堂变电站 220kv 原 1 变压器事故掉闸后首先进行绝缘电阻试验 很快发现三侧绕组 和铁心对地的绝缘电阻几乎为 0 马上就判断为纵绝缘击穿且 铁心烧损 与吊罩检查结果相符 又如下面述及的 110kv 林河 变电站 2 变压器 也是借助绝缘电阻试验确定了缺陷位置 1 3 绕组直阻试验 直阻试验检查导电回路中分接开关接触是否良好 引线接 头焊接或接触是否良好 绕组是否断股 匝间有无短路等缺陷 可配合多种试验共同确定缺陷 被 1997 年的部颁预试规程确定 为变压器最重要的电气试验项目 由于电网短路容量越来越大 短路事故在直阻方面的反映往往很明显 如北土城变电站 110kv 原 2 变压器事故后 通过绕组变形试验发现低压绕组异 常 但绝缘电阻正常 色谱分析结果表明发生了涉及绝缘部位 的放电 最后依靠低压三相直阻不平衡的试验结果分析出 低 压绕组明显变形且绕组严重受损 须进行大修 大修时发现几 乎所有的绕组都已经扭曲变形 内部结构严重损坏 1 4 绕组变形试验 它是通过各线圈在高频下的响应特性来判断其结构和周围 状况是否发生明显变化的新型试验项目 如 220kv 怀柔变电站 1 变压器 1997 年 3 月发生套管爆炸事故 由于不知线圈内部 状况 不能决定是否更换线圈 后根据绕组变形试验结果正常 的结论确定不再更换线圈 在大短路容量的电网中近年变压器 发生出口短路事故比率较高 例如华北电网 1998 年的 4 起变压 器事故中 3 起源于短路冲击 而绕组变形是其中常见的严重缺 陷 所以该项目是现场决定变压器是否投运的主要依据 有其 它试验项目不可替代的作用 220kv 老君堂变电站原 2 变压器 短路事故后所有电气和色谱试验均正常 但绕组变形试验表明 绕组已经变形并在大修时被确认 该项试验在北京供电局已经 开展 4 年 共进行 229 台次 其中事故后试验 46 台次 发现缺 陷 10 起 没有一起判断错误的情况 近 3 年来 共进行了 40 余次事故抢修 依照上述四项分析 分析无一误判 可见 这套分析方法比较适于现场 但必须强 调 四项分析要综合起来使用 方能得出正确的结论 2 应用实例应用实例 例 1 1998 10 1 110kv 林河变电站一台 10kv 开关速断保 护动作掉闸 重合失败 7s 后 2 变压器 sfz40000 110 1996 11 投运 本体轻 重瓦斯 闸箱重瓦斯 差动保护均动作 变压 器高 低压侧开关掉闸 退出运行 油色谱分析表明 总烃含量急剧增加 co co2 增加较少 结论为变压器内部存在突发性的裸金属部位的放电 电气试验 分析表明 绕组直流电阻试验正常 绕组变形试验发现低压绕 组略有疑点 绝缘电阻试验发现低压绕组对高压绕组 铁心及 地的绝缘仅有 25m 进行分解试验以查找缺陷位置 高压绕组 对低压绕组 铁心以及地绝缘电阻正常 铁心对高 低压绕组 及地绝缘电阻正常 判断结果是 低压绕组非线圈部位对地部 位的绝缘有问题 综合分析 变压器内部发生突发性的裸金属部位放电 但 绕组变形 直流电阻试验又未发现明显缺陷 故线圈本身有缺 陷的可能性很小 低压绕组有微弱的变形 对地绝缘只有 25m 故低压绕组接近变压器箱体的部位 尤其是出线处即低压 绕组对地部位 因短路冲击而放电的可能性最大 低压绕组出线 处的手孔可以打开 故可方便地在现场检查 变压器内部检查发现 低压内部引线铜排的多个木夹板中 有两处没有包扎铜排的辅助绝缘 其中低压引线上部木夹件处 铜排有相间短路放电痕迹 木夹件表面烧黑 引发相邻部位铜 排相间发生油间隙电弧放电 变压器内部散落放电后的铜渣少 许 油中炭素较多 线圈上部垫块多处松动 证明试验对于故 障部位的判断基本正确 该变压器现场处理后投入运行 例 2 1996 10 28 吕村 2 变压器 sfpsz9120000 220 1992 年投运 110kv 侧 b 相套管爆炸 套管 芯子向上窜起 30cm 套管整体上移 10cm 根部严重喷油 故 障录波器 差动保护 轻重瓦斯 防爆筒均动作 试验分析 拔掉高压 中