220 kV電力變壓器損壞原因分析及對策

王志遠(yuǎn)

（特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司，沈陽 110144）

220 kV電力變壓器損壞原因分析及對策

王志遠(yuǎn)

（特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司，沈陽 110144）

針對2010——2014年我國西北電網(wǎng)9臺220 kV電力變壓器發(fā)生事故的損壞情況，以及損壞的原因和損壞的部位等進(jìn)行了分析，提出防止變壓器損壞的相關(guān)措施，并對新變壓器選型及變壓器的運(yùn)行、維護(hù)等提出建議。

220 kV；電力變壓器；損壞原因分析

2010——2014年，西北電網(wǎng)中共有9臺220 kV的電力變壓器出現(xiàn)了故障，其中受到短路沖擊的變壓器有5臺，螺旋式結(jié)構(gòu)的低壓繞組在標(biāo)準(zhǔn)換位的地方出現(xiàn)變形而引起破壞的有4臺，這4臺基本上都是因并聯(lián)和導(dǎo)線之間的絕緣遭到破壞而引起的短路故障，最后一臺是在110 kV中壓繞組變形而造成損壞的。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其中有3臺是廠商在制造的時(shí)候，制造工藝不精良而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)的故障，故障主要出現(xiàn)在套管上，套管的設(shè)計(jì)沒有與接地裝置配合，還有1臺是因?yàn)樽儔浩髦懈邏合嗵坠茉谠馐艿阶匀坏睦讚糁笃鸹鸲鴵p壞的。本文針對220 kV變壓器的損壞情況，從運(yùn)行的情況、制造廠商等方面對變壓器的事故原因進(jìn)行分析。

1 西北電網(wǎng)在運(yùn)220 kV電力變壓器損壞情況調(diào)查

截止到2014年7月，在運(yùn)變壓器數(shù)量統(tǒng)計(jì)，西北電網(wǎng)在運(yùn)220 kV及以上的電壓等級電力變壓器一共有169臺。在這些電力變壓器中，數(shù)量最多的是青島產(chǎn)的變壓器產(chǎn)品，次之是江西變壓器廠生產(chǎn)的產(chǎn)品。各個(gè)變壓器數(shù)量的統(tǒng)計(jì)如圖1所示。

圖1 按照生產(chǎn)廠家統(tǒng)計(jì)的220 kV變壓器的數(shù)量

2 變壓器損壞原因分析

2.1 變壓器的運(yùn)行時(shí)間

在損壞的9臺電力變壓器中，有8臺都是在投運(yùn)時(shí)間之內(nèi)出現(xiàn)的損壞，其數(shù)量比占總數(shù)量的90%，可以非常明顯的看出，變壓器在運(yùn)行初期的損壞率是很高的。所以，我們在使用變壓器之前，要先對變壓器進(jìn)行全面的檢查。

2.2 故障產(chǎn)生的原因

在損壞的9臺電力變壓器中，受到短路沖擊的變壓器有5臺，占整個(gè)損壞總量的50%左右，因?yàn)橹圃旃に嚥涣级鴮?dǎo)致變壓器損壞的有3臺，遭受雷電損壞的變壓器有1臺，由此可見，電力變壓器遭受短路沖擊是變壓器損壞的主要原因。

2.3 變壓器損壞位置分析

在已經(jīng)損壞的9臺電力變壓器中，有4臺電力變壓器的低壓繞組是屬于螺旋式結(jié)構(gòu)的，導(dǎo)線也是選擇的普通銅導(dǎo)線，這樣的電力變壓器，在正常情況下，低壓的繞組損壞都是由35 kV的低壓繞組徑向失穩(wěn)造成的，從而損傷了35 kV螺旋線圈標(biāo)準(zhǔn)換位處的線餅間的絕緣，最終導(dǎo)致并聯(lián)導(dǎo)線之間出現(xiàn)短路，從而造成電力變壓器故障，一般變壓器的繞組線餅?zāi)褪軓较蚨搪伏c(diǎn)的動(dòng)力能力，不僅和電磁線的屈服強(qiáng)度等屬性有關(guān)聯(lián)，而且還與生產(chǎn)工人的實(shí)際操作有關(guān)系，這也是變壓器制造工程當(dāng)中質(zhì)量控制的關(guān)鍵所在，再加上螺旋式繞組導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)換位處，大約跨了一個(gè)線餅的高度。也就是說，在整個(gè)繞組的過程當(dāng)中，電磁線基本上會沿著軸向的彎曲而導(dǎo)致絕緣層出現(xiàn)裂痕，從而造成損傷，這也是目前電力變壓器絕緣的一個(gè)相對比較薄弱的環(huán)節(jié)。我們在了解這一情況之后，在此處新增了絕緣物質(zhì)，但是，由于所跨的線餅高度太高，使得所采取的措施沒有辦法滿足電力變壓器的正常運(yùn)行，當(dāng)繞組軸向壓緊力受到外界影響而減弱的時(shí)候，并聯(lián)的導(dǎo)線就會在電動(dòng)力的作用下出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會引發(fā)匝間的短路。

3 關(guān)于220 kV電力變壓器損壞的建議

我國很多的一線廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品故障率還是比較低的，這和全新引進(jìn)的設(shè)備以及嚴(yán)格的工藝控制體系都有密切的關(guān)系；在電力變壓器損壞的主要原因當(dāng)中，產(chǎn)品制造工藝不良在變壓器損壞中占第二位。由此可見，還需要生產(chǎn)廠商對變壓器的工藝做進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，只有不斷加強(qiáng)制造工藝的操作流程，才能夠制造出更好的電力變壓器。

針對西北電網(wǎng)的實(shí)際狀況，現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議：第一，對大型的變壓器低壓繞組可盡量避免選用螺旋式的結(jié)構(gòu)，根據(jù)變壓器的運(yùn)行情況來選擇合適的變壓器結(jié)構(gòu)，比如通用的半硬自粘性換位導(dǎo)線繞制，與此同時(shí)，為了進(jìn)一步的保證變壓器的正常運(yùn)行，還可以將線圈內(nèi)的撐條加倍，并且在線圈的內(nèi)部加特硬的紙板，這樣做主要是為了增加低壓繞組的動(dòng)穩(wěn)性能。第二，相關(guān)供電企業(yè)還要不斷增強(qiáng)設(shè)備在生產(chǎn)過程當(dāng)中的監(jiān)督和管理工作，尤其是變壓器設(shè)備中一些關(guān)鍵的工藝節(jié)點(diǎn)，更是要全程進(jìn)行監(jiān)督，按照規(guī)定的生產(chǎn)工藝對變壓器的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作。第三，供電企業(yè)還要重視新投產(chǎn)的電力變壓器的質(zhì)量，并對變壓器的抗短路能力進(jìn)行分析處理，根據(jù)供電變壓器的實(shí)際需求采取相應(yīng)的預(yù)防措施，這樣做也是為了進(jìn)一步的確保電力變壓器的生產(chǎn)質(zhì)量。第四，大部分的變壓器損壞都是因戶外雷電的沖擊而引起的，因此，供電企業(yè)還要進(jìn)一步的加強(qiáng)用戶的用電安全和技術(shù)監(jiān)督管理工作，提高用戶在這一方面的供電可靠性。

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2015-10-25