嶺東變1#主變鐵芯接地情況分析

黑龍江省鶴崗市誠基水電熱力有限責(zé)任公司 陶憲常

電力變壓器是變電所的主要設(shè)備之一，既可以升高電壓，把電能送到用電地區(qū)；又可以把電壓降低為各級(jí)設(shè)備使用的額定電壓，滿足用戶用電的需要。電力變壓器的穩(wěn)定、安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的保證。本文，筆者分析了嶺東變1#主變鐵芯接地故障情況，并提出了安全有效的防范措施，對于類似問題的解決具有一定的借鑒意義。

一、變壓器鐵芯作用及結(jié)構(gòu)

鐵芯是變壓器最基本的組成部件，用于構(gòu)成變壓器的閉合磁路，變壓器的一、二次繞組在其上。鐵芯從形式上分為內(nèi)鐵式（變壓器的一次、二次線圈圍住鐵芯柱）和外鐵式（鐵芯柱圍住變壓器的一次、二次線圈）兩種，由鐵芯柱和鐵軛組成。為減少磁滯損耗和渦流損耗，變壓器鐵芯多采用0.35～0.5 mm的硅鋼片疊成，為防止直接短路，硅鋼片兩面均涂有較薄的絕緣漆。為防止因電磁感應(yīng)在鐵芯上產(chǎn)生懸浮電位，鐵芯在運(yùn)行中必須接地，但必須避免兩點(diǎn)接地情況。為便于檢查接地情況，大、中型變壓器常將鐵芯及夾件接地經(jīng)接地套管引至變壓器外。

二、變壓器投運(yùn)前狀況

嶺東變1#主變壓器容量為12 500 kV·A，由江西變電設(shè)備有限公司2010年9月生產(chǎn)，型號(hào)為S9-12500/35，電壓為（35±3）×2.5%/10.5 kV，接線組別為 Yd11，2010年10月到貨。高壓段2009年11月2日做了交接試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)氣溫-10℃，測得鐵芯對地絕緣電阻為100 000 MΩ，試驗(yàn)后一直未運(yùn)行，在其他變電所閑置。于2010年10月運(yùn)往嶺東變，2011年10月19日空載運(yùn)行。

三、變壓器試驗(yàn)情況

1.2011年6月4日預(yù)防性試驗(yàn)情況。2011年6月4日高壓試驗(yàn)班對此變壓器做了預(yù)防性試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)氣溫26℃，測得鐵芯對地絕緣電阻為25 000 MΩ。

2.2012年7月1日預(yù)防性試驗(yàn)情況。2012年7月1日高壓試驗(yàn)班對此變壓器做了預(yù)防性試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)油溫41℃，測得鐵芯對地絕緣電阻為10 MΩ.。

3.2012年10月23日復(fù)試情況。2012年10月23日高壓試驗(yàn)班對此變壓器進(jìn)行了復(fù)試，當(dāng)時(shí)油溫6℃，測得鐵芯對地絕緣電阻為0 MΩ。

四、測量鐵芯對地電壓及電流情況

2012年11月1日，高壓試驗(yàn)班將鐵芯外引接地打開，并串接1 個(gè)50 mA 的電流表。先用空氣開關(guān)將電流表短接，待變壓器空載運(yùn)行幾分鐘后，將空氣開關(guān)斷開后，測得鐵芯對地電流值為0。然后合上空氣開關(guān)，取下電流表，再切開空氣開關(guān)，用7.5 V 電壓表測得鐵芯對地電壓值為0。然后合上空氣開關(guān)，將變壓器由運(yùn)行轉(zhuǎn)為冷備用，并拆除儀表和空氣開關(guān)，用500型萬用表10k 檔測得鐵芯對地電阻為∞，再用2 500 V 兆歐表測量鐵芯對地絕緣電阻仍為0 MΩ，同時(shí)聽到變壓器內(nèi)有放電聲，隨后再用500 型萬用表10k 檔測量鐵芯對地電阻，對地電阻為500 000Ω。

五、原因分析

兆歐表和500 型萬用表反復(fù)測量的結(jié)果表明，該變壓器鐵芯對地絕緣（紙板）在變壓器1年的運(yùn)行過程中，鐵芯始終處于振動(dòng)狀態(tài)，初步判斷固定不銹鋼板與鐵芯絕緣的紙板的螺桿存在設(shè)計(jì)缺陷，從而將紙板損壞。從2011年10月23日和11月1日兩次試驗(yàn)看，此變壓器鐵芯絕緣紙板已接近擊穿狀態(tài)。

六、鐵芯接地運(yùn)行注意事項(xiàng)及采取措施

運(yùn)行變壓器鐵芯接地電阻每年應(yīng)測試一次，鐵芯接地電阻值不應(yīng)小于100 MΩ。

當(dāng)鐵芯多點(diǎn)接地而接地電流較大時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)巡視，進(jìn)行停電檢修處理。在缺陷消除前，可采取變壓器鐵芯接地在線監(jiān)測裝置，該裝置集信號(hào)采集、計(jì)算、分析、存儲(chǔ)、過電流限流于一體，具有方便快捷的優(yōu)點(diǎn)?？紤]到變電站內(nèi)電氣設(shè)備繁多，信號(hào)間互相干擾較多，設(shè)計(jì)采取了直接將裝置安裝在變壓器附近的獨(dú)立式監(jiān)測結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成，將電流限制在100 mA 左右，并加強(qiáng)監(jiān)視。當(dāng)裝置流過的接地電流大于100 mA 時(shí)，裝置會(huì)自動(dòng)報(bào)警并啟動(dòng)限流元件，將接地電流控制在100 mA 以下。變壓器鐵芯接地在線監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 變壓器鐵芯接地在線監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)

礦井供電變電所電力變壓器的不安全運(yùn)行會(huì)給電力系統(tǒng)帶來極大的威脅，一旦電力設(shè)備故障或損壞，將嚴(yán)重威脅礦井的生產(chǎn)安全，危及工作人員的人身安全。為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，運(yùn)行、檢修、維護(hù)人員要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定對設(shè)備進(jìn)行定期檢修、定期試驗(yàn)，采取有效的安全措施和先進(jìn)的技術(shù)手段，確保設(shè)備在完好狀態(tài)下運(yùn)行，以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。