一臺16MVA高壓廠用變壓器的故障檢查及原因分析

喬中亞

摘要:簡要介紹了一臺16MVA高壓廠用變壓器的作用及其在系統(tǒng)中的接線方式,說明本篇文章所要分析的故障情況,粗略介紹檢查故障的幾種途徑,針對每種途徑展開詳細(xì)分析過程,得出故障分析結(jié)論,并經(jīng)過解體大修得以驗(yàn)證,最后提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞:變壓器;電纜短路;重瓦斯;油試驗(yàn);繞組;電動力;鐵芯接地

電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備,它的安全運(yùn)行具有重要意義。一旦變壓器發(fā)生故障,故障性質(zhì)的準(zhǔn)確判斷,故障點(diǎn)的精確定位,為變壓器能否繼續(xù)運(yùn)行、變壓器故障的及時消除提供了可靠保證。變壓器故障的查找方法,試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析判斷,是確定變壓器故障的重要依據(jù)。某電廠一臺16MVA高廠變發(fā)生故障后能持續(xù)運(yùn)行半年以上,故障性質(zhì)的準(zhǔn)確定位至關(guān)重要。

1高廠變的工作概況

某電廠#80變壓器是#8發(fā)電機(jī)組的高壓廠用變壓器,#8發(fā)電機(jī)組的高壓廠用工作電源全部由#80變提供。該變壓器高壓側(cè)開關(guān)是SN4-20型油斷路器,低壓側(cè)開關(guān)861、862是德國西門子產(chǎn)真空斷路器。

#80高廠變自1987年投產(chǎn)以來,已遭受過三次短路電流沖擊,曾于1994年4月發(fā)生故障,低壓側(cè)B相繞組單項(xiàng)接地,匝間燒壞,送變壓器廠恢復(fù)性大修。

2#80高廠變故障情況介紹

#80高廠變2007年6月25日再次發(fā)生故障,變壓器重瓦斯保護(hù)動作,引起801、861、862斷路器跳閘,6KⅧ乙段發(fā)接地故障信號,#8機(jī)組廠用電切投高備變成功?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)600Ⅷ乙段某負(fù)載高壓側(cè)電纜被施工用腳手管砸壞,電纜炸裂,電纜本身故障為A、B相短路接地;#80高廠變外觀檢查,未發(fā)現(xiàn)異常。初步分析#80高廠變重瓦斯動作就是負(fù)載高壓側(cè)電纜短路接地引起,為了進(jìn)一步確定#80高廠變受損壞程度,決定對#80高廠變做電氣絕緣試驗(yàn)、絕緣油的化學(xué)試驗(yàn),通過對試驗(yàn)情況分析決定#80高廠變是否繼續(xù)投運(yùn)。

3變壓器絕緣試驗(yàn)

3.1測量繞組的絕緣電阻和吸收比

#80高廠變故障后測量絕緣電阻數(shù)據(jù)如下表:

說明#80高廠變絕緣損傷還未發(fā)生貫穿性的集中缺陷。

3.2 測量變壓器繞組的直流電阻

用直流電阻快速測試儀測量#80高廠變直流電阻值,前后三次測量值如下表:

分析上述三組數(shù)據(jù),可以看出故障后高、低壓側(cè)直流電阻相差都小于1%,且與第一次、第二次測量電阻值相比較,每相誤差都小于1%,因而可以推斷#80高廠變高、低壓側(cè)繞組沒有出現(xiàn)完全短路、斷路故障。

3.3測量繞組的泄漏電流

測量泄漏電流的作用和測量絕緣電組的作用相似,只是其靈敏度較高,它能有效地發(fā)現(xiàn)有些其它試驗(yàn)項(xiàng)目所不能發(fā)現(xiàn)的變壓器局部缺陷。

#80高廠變最近三次測量泄漏電流情況如下表:

分析三次測量數(shù)據(jù)可以看出,第三次(故障時)測量數(shù)據(jù)同前二次相比未有大的變化。#80高廠變絕緣損傷程度沒有發(fā)生質(zhì)的變化,變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部缺陷還有待分析檢查。

4絕緣油中溶解氣體的色譜分析

#80高廠變氣體色譜分析

4.1 #80高廠變故障后氣體色譜分析數(shù)據(jù)如下表所示:

油樣中乙炔含量高,超過注意值,γr為161%/月,氫、總烴、CO、CO2含量不高,根據(jù)特征氣體發(fā)分析,#80高廠變存在火花放電現(xiàn)象,并引發(fā)重瓦斯動作。

運(yùn)用IEC三比值法分析比值范圍為122,說明#80 高廠變內(nèi)部存在放電伴有過熱現(xiàn)象。

4.2 #80高廠變故障后跟蹤測定數(shù)據(jù)如下表所示:

從跟蹤測定的數(shù)據(jù)來分析,#80高廠變自2007年6月25日重瓦斯動作后,油中各組分含量一度呈上升趨勢,這時氣體溶解平衡過程,從7月 5日開始,油中各組份含量呈平穩(wěn)狀態(tài),表明#80高廠變重瓦斯動作是閉路循環(huán)變高壓側(cè)電纜短路接地,引起#80變內(nèi)部火花放電,絕緣油分解氣體含量升高,不是#80高廠變內(nèi)部潛伏性故障。

5#80高廠變故障點(diǎn)分析

5.1從#80高廠變故障后,絕緣電阻及吸收比、直流電阻、直流泄漏、絕緣油耐壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以看出#80高廠變內(nèi)部還未發(fā)現(xiàn)絕緣損傷的貫穿性缺陷,變壓器繞組未發(fā)現(xiàn)短路、開路現(xiàn)象。

5.2從#80高廠變氣體色譜分析數(shù)據(jù)可以看出,變壓器故障時存在火花放電并伴有過熱現(xiàn)象,絕緣油分解、氣體含量升高,不是#80高廠變存在內(nèi)部潛伏性故障;#80高廠變內(nèi)部火花放電是閉路循環(huán)變高壓側(cè)電纜短路接地引起的。

5.3 結(jié)合以上分析,#80高廠變內(nèi)部火花放電,故障點(diǎn)可能是繞組絕緣破損處,或是鐵芯接地點(diǎn)處,這是因?yàn)樽儔浩魍獠吭囼?yàn)檢查不到鐵芯接地,(鐵芯接地未引出),鐵芯正常是一點(diǎn)接地,通常在鐵芯硅鋼片間放一銅片接地,#80高廠變發(fā)生故障時,鐵芯過飽和,對地產(chǎn)生大電流燒壞接地銅片從而產(chǎn)生火花放電。 針對故障點(diǎn)分析結(jié)果,決定#80高廠變暫且投入運(yùn)行,但需加強(qiáng)監(jiān)視、油色譜跟蹤試驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行;盡快申請#80高廠變停役吊芯檢查,以消除變壓器可能存在的隱患。

6#80高廠變故障檢修情況

2007年11月份 #8機(jī)組小修,#80高廠變吊芯檢修,發(fā)現(xiàn)變壓器高壓側(cè)繞組三相都有部分線圈受電動力作用,變形離位;離位線圈的絕緣紙撕壞,絕緣漆部分脫落,線芯直接與絕緣油接觸;線圈的固定紙板部分脫落,故障后經(jīng)過半年的運(yùn)行,使線圈更加松動;變壓器鐵芯接地銅排燒斷,鐵芯接地處放電現(xiàn)象明顯,上述故障情況現(xiàn)場已無法處理,決定送變壓器廠恢復(fù)性大修。

#80高廠變送至變壓器廠家后,拆除變壓器軛鐵,吊出高壓繞組進(jìn)行重新整形、包裹絕緣紙;檢查低壓繞組,發(fā)現(xiàn)A相繞組換位處燒壞,線圈錯位嚴(yán)重;變壓器廠家對高、低壓繞組進(jìn)行整形,絕緣破損出重新包扎,線芯燒損處進(jìn)行焊補(bǔ),并未對變壓器繞組進(jìn)行徹底更換;鐵芯接地銅排重新更換,修復(fù)后烘燥、組裝,試驗(yàn)合格,變壓器于2007年12月中旬重新投運(yùn)。

#80高廠變解體后故障情況與我們的故障分析結(jié)果基本吻合,正是因?yàn)橛辛藴?zhǔn)確的故障分析判斷,變壓器故障后才敢于決定繼續(xù)投運(yùn),加之監(jiān)視跟蹤手段得力,變壓器重瓦斯動作后繼續(xù)運(yùn)行了半年才檢修。

參考文獻(xiàn):

[1]陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法(修訂版).水利電力出版社,1999,3.

[2]電力工業(yè)部.DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》.