110kV變壓器匝間短路故障電氣試驗(yàn)分析

【摘要】變壓器絕緣損壞以及進(jìn)水受潮等都非常容易引起變壓器匝間短路故障，怎樣根據(jù)試驗(yàn)的情況來進(jìn)一步分析、判斷、當(dāng)出現(xiàn)這種匝間短路故障以后該怎樣去處理，這方面的內(nèi)容應(yīng)該得到足夠的重視。對(duì)于變壓器匝間短路故障，要進(jìn)行具體的試驗(yàn)分析，根據(jù)實(shí)際問題結(jié)合試驗(yàn)，提出相應(yīng)的處理方法。

【關(guān)鍵詞】變壓器；匝間短路；故障分析

110kV變壓器匝間短路故障一個(gè)必須關(guān)注的問題，首先應(yīng)該對(duì)電力變壓器在電力系統(tǒng)中的作用有個(gè)全面且深入的了解。我們知道，電力變壓器對(duì)于電力系統(tǒng)來說是非常重要的電氣設(shè)備，對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)都有著舉足輕重的作用，它主要是變換電壓，以利于功率的傳輸。電力變壓器之所以如此重要，還在于它本身的價(jià)值，它是電力設(shè)備中最為昂貴的設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)了故障或者遭到一定程度的破壞，其影響范圍也就會(huì)變大，破壞了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，帶來嚴(yán)峻的后果。同時(shí)，在國民生產(chǎn)上、在經(jīng)濟(jì)上也會(huì)帶來很大的損失。

一、110kV變壓器的匝間短路等相關(guān)故障電氣試驗(yàn)分析的相關(guān)內(nèi)容

（一）關(guān)于變壓器的故障，可以先在結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行分析，一般情況下都是：繞組故障、分接開關(guān)故障、端子排故障、套管故障、油故障、鐵心故障等七大類的故障類型。這之中，繞組故障又是最為嚴(yán)重的一種故障，它可以分成是層間、匝間和相間三種形式的短路故障，斷線故障和接地故障等，并經(jīng)常能夠產(chǎn)生電弧放電，也就是所說的高能量的放電。究其原因，經(jīng)常是因?yàn)榻^緣老化以及制造之時(shí)絕緣破損致使短路情況的發(fā)生。有時(shí)變壓器因?yàn)槭艹倍鴽]有得到一個(gè)及時(shí)的、有效的處理也是上述短路情況引發(fā)的根源，在系統(tǒng)這一短路的沖擊之下，就會(huì)造成繞組方面的松動(dòng)，加之長期這種過負(fù)荷也會(huì)導(dǎo)致絕緣的老化以及油泥堵塞于油道，致使過熱現(xiàn)象的發(fā)生。

（二）在變壓器可能出現(xiàn)繞組變形以及匝間短路故障和差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的時(shí)候，最為有效的檢測方式就是進(jìn)行繞組變形試驗(yàn)，也可以使用直流電阻、油色譜分析、絕緣電阻等測試。結(jié)合其現(xiàn)場上所發(fā)生的一系列現(xiàn)象，利用變壓器瓦斯動(dòng)作情況和對(duì)氣體進(jìn)行采樣分析，進(jìn)一步判斷出變壓器的故障類型，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理方案討論。

二、事故的過程

可以針對(duì)具體的情況來進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)分析，不能夠臆想，要實(shí)際情況、實(shí)際角度的分析，對(duì)某一個(gè)變電站的25MVA、110kV的主變壓器停電處理其本體多處漏油，這一變壓器是2006年的產(chǎn)品。在處理的過程中，檢修人員們?cè)谧儔浩鞯谋倔w和附件上都沒有進(jìn)行任何的拆裝，對(duì)內(nèi)部的變壓器油同樣也沒有做任何形式的處理，只是通過停電方式，對(duì)此變壓器進(jìn)行一個(gè)全面的定檢。當(dāng)檢修結(jié)束以后，19：23對(duì)主變送電，當(dāng)合上主變變高開關(guān)不足兩分鐘，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出告警信號(hào)，隨后差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，主變?nèi)齻?cè)跳閘。試驗(yàn)以及檢修人員，立刻對(duì)變壓器進(jìn)行全面、系統(tǒng)的檢查。

三、檢查及相關(guān)分析

（一）對(duì)變壓器的本體和從三側(cè)開關(guān)的CT一直到這個(gè)變壓器間的設(shè)備進(jìn)行具體檢查。經(jīng)檢查變壓器的本體和差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)備在外觀上是正常的，沒有斷線和放電的現(xiàn)象，卻發(fā)現(xiàn)了它的瓦斯繼電器里面存有2/5的氣體。通常情況下的瓦斯繼電器存有氣體有以下兩方面情況：一種是在檢修人員進(jìn)行檢修或者是處理滲漏油的時(shí)候，把空氣循環(huán)到變壓器的內(nèi)部，而密封以后的氣體就會(huì)集中在瓦斯繼電器內(nèi)部。經(jīng)過查實(shí)，檢修人員確認(rèn)主變檢修之后就已經(jīng)把瓦斯繼電器內(nèi)的氣體全部放掉；第二種就是變壓器內(nèi)部故障所產(chǎn)生的一系列氣體。對(duì)于第二種情況需要通過相關(guān)試驗(yàn)才能得出氣體的成份。

（二）對(duì)于瓦斯繼電器中的氣體可以進(jìn)行兩個(gè)這樣的試驗(yàn)，一個(gè)用于燃燒試驗(yàn)，而另外的一個(gè)則是用于氣相色譜的分析。燃燒試驗(yàn)是為了發(fā)現(xiàn)可燃性氣體，在燃燒的時(shí)候出現(xiàn)淡藍(lán)色的火焰 ，這種現(xiàn)象說明了氣體之中富含乙炔、氫氣、乙烯等相關(guān)成分氣體，初步判定變壓器內(nèi)部存在放電現(xiàn)象。氣相色譜的分析結(jié)果正如圖中表1所顯示：

在表1能夠看出來，氫氣與總烴等都嚴(yán)重超標(biāo)，同樣可以判斷出變壓器內(nèi)部有放電現(xiàn)象。查看變壓器的保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，保護(hù)裝置發(fā)出 “輕瓦斯動(dòng)作”以及“差保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)，進(jìn)行輕瓦斯實(shí)驗(yàn)，其動(dòng)作正確，節(jié)點(diǎn)上也良好，不會(huì)存在誤動(dòng)作的可能。主變差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作報(bào)告如下面的圖1所示：

（三）進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，其動(dòng)作正常，檢查電壓、電流回路也沒有發(fā)現(xiàn)異常。對(duì)圖1進(jìn)一步分析得出以下四個(gè)結(jié)論；

1、B、C相都有電流突變量，分別為DIB和DIC，故障電流是1.2A，達(dá)到整定值。

2、在高壓側(cè)A相電流不突變，也就是IAH不突變，B和C相電流經(jīng)過三個(gè)周波后突然增大，分別為IBH和ICH，可以判定它為故障電流。

3、中壓側(cè)和低壓側(cè)電流三相平衡，沒有突變量發(fā)生。分別為：IAM、IBM、ICM、IAL、IBL、ICL。

4、B和C相的故障電流經(jīng)過4個(gè)周波后，再經(jīng)過三個(gè)周波故障電流才會(huì)消失。具體分析結(jié)果是在故障發(fā)生到四個(gè)周波以后，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，三側(cè)開關(guān)跳閘，在圖1中我們可以看到35kV與10kV側(cè)的開關(guān)會(huì)先跳閘，110kV側(cè)的要再經(jīng)三個(gè)周波后才跳閘。追其原因，110kV側(cè)的開關(guān)還是老式的SW2-110這種開關(guān)，在操作機(jī)構(gòu)上還依舊是電磁式，其開關(guān)本身就存在分閘速度慢的缺點(diǎn)。而35kV和10kV側(cè)的開關(guān)分別為SF6與真空開關(guān)，其開關(guān)本身分閘速度是比較快的。

對(duì)變壓器的高壓繞組進(jìn)行直流電阻試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示：

在表2中能夠看到，C相的直流電阻明顯偏小，它的誤差更是超過了標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。根據(jù)色譜分析，保護(hù)動(dòng)作情況，直流電阻的測試數(shù)據(jù)可以得出變壓器的高壓側(cè)C相發(fā)生匝間短路。

（四）對(duì)變壓器進(jìn)行吊芯發(fā)現(xiàn)高壓繞組的C相在高壓引線和繞組連接的綁扎帶位置有明顯燒蝕痕跡，打開綁線圈，會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部水痕大約有400平方厘米，其它地方?jīng)]有異常。

總結(jié)

綜上所述，我們可以知道，電力變壓器是否可以安全的運(yùn)行，這直接關(guān)系到了電力系統(tǒng)是否可以連續(xù)且穩(wěn)定地工作。針對(duì)上述匝間短路的原因以及相關(guān)情況，結(jié)合具體試驗(yàn)和數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的分析，并進(jìn)行相關(guān)處理，可以盡快找出事故發(fā)生的原因，縮短事故處理時(shí)間和停電時(shí)間，保證了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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