大型電力變壓器短路事故分析與反事故措施

劉 旸，周志強(qiáng)，陳 浩

（1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006）

大型電力變壓器短路事故分析與反事故措施

劉 旸1，周志強(qiáng)2，陳 浩1

（1.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽 110006）

大型電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，突發(fā)短路事故嚴(yán)重危害電網(wǎng)安全和穩(wěn)定運(yùn)行，針對一起由于安裝工藝不良引起的電力變壓器突發(fā)短路事故進(jìn)行原因分析，并提出預(yù)防突發(fā)短路事故的措施。

變壓器；突發(fā)短路；預(yù)防措施

大型電力變壓器承擔(dān)重要的電力負(fù)荷，其安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性。近年來，突發(fā)短路事故對電力變壓器造成嚴(yán)重危害，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性［1－5］。本文在詳細(xì)分析一起電力變壓器突發(fā)短路事故原因的基礎(chǔ)上，提出了預(yù)防突發(fā)短路事故的措施。

1 事故經(jīng)過

2013年11月19日，某發(fā)電廠1號主變（型號SFP－720000／500，2009年7月出廠，額定電壓550±2.5%／20，額定電流756／20 785 A）跳閘，1號發(fā)電機(jī)發(fā)變組保護(hù)A、B柜發(fā)生主變差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作跳閘，500 kV 5011、5012開關(guān)跳閘、1號滅磁開關(guān)跳閘、廠用10 kV 1A、1B段快切裝置動(dòng)作，切換至備用進(jìn)線、1C段備自投裝置動(dòng)作，1C段由2C段串代。1號主變C相套管瓷瓶斷裂，1號發(fā)電機(jī)出口避雷器C相發(fā)生放電擊穿。

2 試驗(yàn)分析

事故發(fā)生前1號主變負(fù)荷360 MVA，沒有不良工況發(fā)生，事故發(fā)生前后油色譜數(shù)據(jù)如表1所示，繞組連同套管的直流泄漏電流試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，繞組連同套管的直流電阻值如表3所示。色譜數(shù)據(jù)表明變壓器內(nèi)部發(fā)生高能放電，高壓繞組泄漏電流比出廠值增大60倍，低壓繞組泄漏電流增大3倍，說明主變高、低壓側(cè)繞組絕緣異常，直流電阻數(shù)據(jù)表明高、低壓繞組B相超差。

通過對保護(hù)動(dòng)作情況分析，1號主變高壓側(cè)B相電流故障后上升為5.22 A，折算至一次側(cè)電流為6.525 kA，A相電流為0.065 A，折算至一次側(cè)電流為0.081 kA，C相電流為0.466 A，折算至一次側(cè)電流為0.583kA，主變高壓側(cè)零序電流增大為30.29 A，折算至一次側(cè)電流為4.846 kA。故障期間1號主變高壓側(cè)B相故障電流一次值最大為15.625 kA，約為主變額定電流（756 A）的20倍。

表1 事故發(fā)生前后油色譜數(shù)據(jù)μL／L

表2 繞組連同套管的直流泄漏電流

表3 繞組連同套管的直流電阻

最近1次檢修試驗(yàn)結(jié)果無異常，屬突發(fā)事故。事故發(fā)生時(shí)變壓器內(nèi)部發(fā)生高能放電。

3 事故原因

變壓器發(fā)生短路事故時(shí)主要損壞情況：線餅上下彎曲變形、繞組或線餅倒落、繞組升起將壓板撐開等。隨后對事故變壓器進(jìn)行解體檢查，檢查結(jié)果如圖1～圖4所示。短路事故原因比較復(fù)雜，與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料質(zhì)量、工藝水平、運(yùn)行工況等因素有關(guān)。由于1號主變體積及重量較大，受運(yùn)輸條件限制，采用分解運(yùn)輸、現(xiàn)場組裝的方式，即ASA（Advanced Site Assembly）變壓器。由于現(xiàn)場安裝條件的限制，防塵環(huán)境無法達(dá)到廠內(nèi)安裝條件，且未進(jìn)行氣象干燥，對油紙絕緣造成不良影響，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部存在粉塵等異物，運(yùn)行過程中變壓器油中形成“小橋”，發(fā)生短路擊穿。

圖1 高壓B相圍屏

圖2 高壓繞組嚴(yán)重?zé)龘p

圖3 低壓繞組圍屏燒損

圖4 低壓繞組扭曲倒落

4 結(jié)論

a.此次短路事故造成變壓器損壞，嚴(yán)重危害變壓器安全運(yùn)行。事故過程中，所有保護(hù)裝置動(dòng)作正確，報(bào)警信號光字正確，未發(fā)生保護(hù)拒動(dòng)、誤動(dòng)的情況，避免了事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，因此，提高保護(hù)裝置靈敏度至關(guān)重要。

b.變壓器設(shè)計(jì)水平、原材料質(zhì)量和安裝工藝等因素直接影響變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行。制造廠家應(yīng)提高技術(shù)水平，并進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)檢，降低變壓器事故發(fā)生率。同時(shí)提高變壓器抗短路能力，利用現(xiàn)有計(jì)算方法對早期生產(chǎn)的變壓器進(jìn)行抗短路能力校核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不安全因素，提高設(shè)備可靠性。

c.運(yùn)維單位應(yīng)加強(qiáng)變壓器全過程技術(shù)監(jiān)督工作，必要時(shí)進(jìn)行駐場監(jiān)造，嚴(yán)格杜絕質(zhì)量不良變壓器投入運(yùn)行。安裝油色譜在線監(jiān)測裝置可有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備不良狀況，盡早處理缺陷。結(jié)合紅外測溫、鐵芯接地電流測量等手段發(fā)現(xiàn)問題要盡快解決，避免變壓器損壞事故發(fā)生。

［1］ DL／T 722—2000，變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則［S］.

［2］ 雷紅才，湯美云，申積良.電力變壓器短路事故分析［J］.高電壓技術(shù)，2006，32（2）：114－115.

［3］ 劉 旸，趙義松，張軍如.換流變壓器故障的分析與處理［J］.東北電力技術(shù)，2013，34（2）：48－49.

［4］ 尹彥民，聶振勇，叢曼穎.電力變壓器絕緣故障及防范措施［J］.東北電力技術(shù)，2010，31（3）：35－36.

［5］ 劉 成，孫艷鶴，孫艷玢.一起變壓器鐵心接地故障性質(zhì)判斷及處理［J］.東北電力技術(shù)，2008，29（8）：34－35.

Analysis and Prevention Measures for Power Transformer Accident

LIU Yang1，ZHOU Zhi?qiang2，CHEN Hao1
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

Power transformers are important equipments in power system，it would bring serious damage to the safe operation of power grid by a sudden accident.Cause analysis is made on a sudeen short?circuit accident due to improper transformer installation，preven?tion measures are put forward about that.

Transformer；Accident；Prevention measures

TM407

A

1004－7913（2015）05－0030－02

劉 旸（1984—），男，碩士，工程師，主要從事高電壓絕緣技術(shù)與變壓器試驗(yàn)技術(shù)的研究工作。

2015－01－20）