二灘水電站主變壓器鐵芯接地電流測(cè)試異常分析與處理

姜少斌

(二灘水力發(fā)電廠，四川攀枝花 617000)

二灘水電站主變壓器鐵芯接地電流測(cè)試異常分析與處理

姜少斌

(二灘水力發(fā)電廠，四川攀枝花 617000)

電力變壓器正常運(yùn)行時(shí)，鐵芯必須有一點(diǎn)可靠接地，并應(yīng)定期用鉗形電流表測(cè)量運(yùn)行中的變壓器鐵芯接地電流，通過(guò)接地電流數(shù)值的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器潛在的故障，是確保變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要檢測(cè)手段。但在實(shí)際測(cè)量中，由于鐵芯接地點(diǎn)位置的不同，導(dǎo)致所測(cè)電流數(shù)值的差異較大，甚至由于超標(biāo)而造成誤判。依據(jù)二灘電廠主變壓器真實(shí)的鐵芯接地電流測(cè)量數(shù)據(jù)，分析了造成測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)差異的原因，提出了改造的處理措施和改造之后的實(shí)際效果，可為變壓器鐵芯接地電流數(shù)據(jù)差異進(jìn)行分析和故障解決提供參考。

變壓器;接地電流;處理措施;二灘水電站

1 概述

二灘水電站位于雅礱江下游，是我國(guó)20世紀(jì)末期建成的最大的水電站，共裝6臺(tái)機(jī)組，單機(jī)容量為550MW，總裝機(jī)容量為3300MW。其500 kV主變壓器均由日本三菱公司生產(chǎn)，共19臺(tái)(一臺(tái)備用)，型號(hào)為SUW的單相、雙卷、油浸式水冷無(wú)載分接升壓殼式變壓器組，主變鐵芯接地點(diǎn)位于主變頂部，鐵芯接地方式采用鐵芯通過(guò)絕緣套管引至變壓器外殼本體連接接地。

2 定期檢測(cè)主變壓器鐵芯接地電流的意義

《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定:變壓器鐵芯的接地電流超過(guò)100mA時(shí)就要采取處理措施。當(dāng)變壓器運(yùn)行時(shí)，繞組周圍存在著變化的磁場(chǎng)，由于電磁感應(yīng)的作用，高低壓繞組之間、低壓繞組與鐵芯之間、鐵芯與變壓器外殼之間均存在寄生電容，帶電繞組會(huì)通過(guò)寄生電容的耦合作用使鐵芯對(duì)地之間產(chǎn)生懸浮電位，由于鐵芯及其他金屬部件與繞組的距離各不相同，使各部件之間也存在電位差，當(dāng)兩點(diǎn)之間的電位差達(dá)到能夠擊穿兩者的絕緣時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)的火花放電，將對(duì)變壓器絕緣油和固體絕緣構(gòu)架產(chǎn)生不良的影響。為了消除這種現(xiàn)象，通常將鐵芯通過(guò)絕緣套管引至變壓器外殼并與接地網(wǎng)可靠連接，從而使變壓器鐵芯處于零電位，此時(shí)，流過(guò)鐵芯接地線中的電流僅為帶電繞組與鐵芯之間的寄生電容電流。當(dāng)鐵芯接地電流增大時(shí)，說(shuō)明變壓器可能發(fā)生了鐵芯多點(diǎn)接地故障。變壓器鐵芯接地故障將造成鐵芯局部過(guò)熱;嚴(yán)重時(shí)，鐵芯局部溫升增加，輕瓦斯動(dòng)作，將造成重瓦斯動(dòng)作而導(dǎo)致變壓器跳閘的事故發(fā)生，嚴(yán)重影響電力安全生產(chǎn)。

但當(dāng)鐵芯接地電流增大并超過(guò)100mA時(shí)，還必須對(duì)變壓器取油樣進(jìn)行氣體色譜分析和綜合判斷，如有必要，還需變壓器停電，用鐵芯絕緣電阻值進(jìn)一步確定鐵芯接地是否發(fā)生故障。用鉗形電流表測(cè)量鐵芯接地電流值以及油樣色譜分析法均屬于在線監(jiān)測(cè)，無(wú)需設(shè)備停電，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題比較及時(shí)。但由于鐵芯測(cè)量的地點(diǎn)和油樣色譜分析中的人為因素，有時(shí)容易引起誤判斷，因此，準(zhǔn)確測(cè)量鐵芯接地電流值成為避免誤判斷和及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部鐵芯接地故障的重要依據(jù)之一。

3 二灘水電站變壓器接地電流偏大的原因及采取的處理措施

(1)近年來(lái)測(cè)量得到的變壓器鐵芯接地電流測(cè)量值和油樣色譜分析值。

以#1主變壓器A相為例，鐵芯接地電流測(cè)量值見(jiàn)表1。

表1 2011～2014a#1主變A相鐵芯接地電流測(cè)量值表

由表1可以看出，近年來(lái)#1主變A相鐵芯接地電流測(cè)量數(shù)值均大于60mA，2012年和2013年首次測(cè)量值甚至逼近100mA，當(dāng)變化角度測(cè)量后，2012年鐵芯接地電流值超過(guò)100mA。為進(jìn)一步判斷主變鐵芯是否存在接地故障，我們采用GB/T7252－2001標(biāo)準(zhǔn)(500kV變壓器運(yùn)行油中，H2與烴類氣體含量的注意值為:H2≥150μL/L;總烴含量≥150μL/L;C2H2≥1μL/L)。對(duì)#1主變A相進(jìn)行了油樣色譜分析，分析結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可以看出，#1主變A相變壓器運(yùn)行油中H2與烴類氣體含量均合格，由此可以判定#1主變A相鐵芯接地正常。

表2 2011～2014a#1主變A相油樣色譜分析值表

(2)主變鐵芯接地電流偏大原因分析。

二灘水電站主變鐵芯接地點(diǎn)設(shè)在主變頂部，鐵芯接地方式采用鐵芯通過(guò)絕緣套管引至變壓器外殼本體連接接地(圖1)。在測(cè)量過(guò)程中，若不考慮鉗形電流表自身的缺陷因素，仍然存在以下影響主變鐵芯接地電流測(cè)量結(jié)果的因素:

①主變頂部交變磁場(chǎng)的影響。當(dāng)使用鉗形電流表測(cè)量主變鐵芯接地電流時(shí)，由于鐵芯接地點(diǎn)位于主變高壓側(cè)附近，在測(cè)量過(guò)程中，鉗形電流表容易受到主變頂部交變磁場(chǎng)的影響，使得通過(guò)鉗形電流表內(nèi)部的磁場(chǎng)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差。

②鉗形電流測(cè)量表測(cè)量位置的影響。由于主變頂部交變磁場(chǎng)的復(fù)雜性，在測(cè)量過(guò)程中，鉗形電流表放在不同的位置進(jìn)行測(cè)量，便會(huì)得到不同的測(cè)量結(jié)果。

③人為測(cè)量因素。當(dāng)使用鉗形電流表測(cè)量主變鐵芯接地電流時(shí)，如果鉗形電流表鉗口未能嚙合完整，將導(dǎo)致鉗形電流表內(nèi)部磁通感應(yīng)的電流值發(fā)生變化;測(cè)量過(guò)程中，若接地導(dǎo)線未放在鉗口中部，亦將導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。

圖1 原主變鐵芯接地方式圖

圖2 現(xiàn)主變鐵芯接地方式圖

圖3 主變鐵芯與接地網(wǎng)接地圖

(3)針對(duì)主變鐵芯接地電流偏大采取的處理措施。

雖然由表2中的#1主變A相油樣色譜分析值可以判定#1主變A相鐵芯接地正常，但仍需花費(fèi)大量的人力和物力以及時(shí)間進(jìn)行判定。為徹底解決二灘水電站主變鐵芯接地電流偏大和測(cè)量時(shí)存在的誤差影響，2014年11月，二灘電廠采用將主變鐵芯接地點(diǎn)位置更換的方法，將原鐵芯通過(guò)絕緣套管引至變壓器外殼本體連接接地的接地方式拆除，通過(guò)采用專用的黃綠接地線將主變頂部的鐵芯導(dǎo)電桿直接引至主變底部的接地網(wǎng)接地(圖2、3)。改造后，#1主變A相鐵芯接地電流值如表3所示。

表3 改造后#1主變A相鐵芯接地電流測(cè)量值表

由表3可以看出，#1主變A相鐵芯接地點(diǎn)位置改造后，鐵芯接地電流大幅降低并消除了上述所有對(duì)主變鐵芯接地電流測(cè)量值的影響因素。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者的分析來(lái)源于測(cè)量實(shí)例。通過(guò)對(duì)變壓器鐵芯接地電流測(cè)量值偏大和異常原因的深入剖析，提出了更為準(zhǔn)確的測(cè)量方法和切實(shí)可行的改造方案。通過(guò)將主變鐵芯接地點(diǎn)位置更換并進(jìn)行試驗(yàn)的方法改造后，效果明顯。此外，對(duì)于大型水電站的主變壓器，筆者建議:最好能夠安裝鐵芯接地電流在線檢測(cè)裝置，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器異常，進(jìn)一步確保變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(責(zé)任編輯:李燕輝)

大渡河瀑布溝水電站工程調(diào)整概算審查會(huì)議召開(kāi)

2014年12月23日至26日，大渡河瀑布溝水電站工程調(diào)整概算審查會(huì)議在國(guó)電大渡河流域水電開(kāi)發(fā)有限公司召開(kāi)。會(huì)議由水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、四川省發(fā)展和改革委員會(huì)、能源局主持。審查會(huì)上，成都院匯報(bào)了工程建設(shè)過(guò)程中的設(shè)計(jì)變更情況、調(diào)整概算編制基本情況和主要內(nèi)容。與會(huì)專家和代表依據(jù)國(guó)家有關(guān)政策和行業(yè)規(guī)定，結(jié)合瀑布溝水電站設(shè)計(jì)、施工和建設(shè)管理的實(shí)際情況，對(duì)調(diào)整概算及相關(guān)報(bào)告進(jìn)行了認(rèn)真討論。會(huì)議認(rèn)為:提交審查的調(diào)整概算編制原則和方法符合國(guó)家和水電行業(yè)的有關(guān)規(guī)定，并綜合考慮了工程建設(shè)的實(shí)際情況，報(bào)告內(nèi)容詳細(xì)、完整，依據(jù)比較充分，基本同意該報(bào)告。

成都院中標(biāo)涼山州會(huì)東縣魯北風(fēng)電場(chǎng)工程勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目

成都院新能源處通過(guò)市場(chǎng)投標(biāo)，中標(biāo)涼山州會(huì)東縣魯北風(fēng)電場(chǎng)工程勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目。該項(xiàng)目業(yè)主為四川能投會(huì)東風(fēng)電開(kāi)發(fā)有限公司，布置單機(jī)容量為2000kW的風(fēng)電機(jī)組24臺(tái)和單機(jī)容量為1500kW的風(fēng)電機(jī)組1臺(tái)，總裝機(jī)容量49．5 MW。

TV7;TV738;TV734

B

1001-2184(2014)01-0099-02

姜少斌(1988-)，男，陜西咸陽(yáng)人，助理工程師，學(xué)士，從事水電廠電氣一次設(shè)備檢修維護(hù)工作．

2014-12-11