110kV某變電站1號變壓器故障原因分析與對策探討

摘 要：變壓器是變電站的主要設(shè)備，分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器，電壓高低與繞組匝數(shù)成正比，電流則與繞組匝數(shù)成反比。根據(jù)作用的不同，又可分為升壓變壓器和降壓變壓器。電能的遠(yuǎn)距離輸送，需要將電壓升高，到用戶附近再將電壓降低，這一切都需要變電站來完成，而變壓器是完成這一任務(wù)的關(guān)鍵。而變壓器的穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行顯得極為重要，若變壓器發(fā)生故障，應(yīng)及時(shí)找出其故障原因，避免下次再次造成損失。在此，本文主要描述110kV某變電站1號變壓器發(fā)生故障前后的狀態(tài)，并分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而找出導(dǎo)致故障的根本原因，并提出相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：變壓器；故障原因；原因分析；對策

1 事故簡要經(jīng)過及處理情況

2017年8月4日19時(shí)47分，本體重瓦斯動作出口跳#1主變?nèi)齻?cè)開關(guān)、110kV某變電站#1主變差動保護(hù)，最終使得10kVⅠ母與35kV母線失壓，站用電也發(fā)生消失現(xiàn)象。在1#主變保護(hù)測控屏上顯示“本體輕瓦斯”、“差動保護(hù)動作”、“PT回路異常”、“本體重瓦斯”的信號。

在把#1主變調(diào)轉(zhuǎn)成檢修狀態(tài)后，進(jìn)行#1主變的初步檢查，發(fā)現(xiàn)#1主變差動保護(hù)區(qū)的器械設(shè)備沒有發(fā)生異常，但發(fā)現(xiàn)有大量的可燃?xì)怏w在本體瓦斯繼電器的內(nèi)部，可以對本次事故作出以下判定：主變本體內(nèi)部故障引起。然后對主變本體內(nèi)部進(jìn)行全面檢查與試驗(yàn)、進(jìn)行油化驗(yàn)，經(jīng)過采樣油與氣進(jìn)行化驗(yàn)、分析，結(jié)果顯示主變本體內(nèi)部的氫氣、乙炔、總烴等指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，進(jìn)而判定為主變本體內(nèi)部有故障，并安排人員第二日對該主變進(jìn)行全面的電氣試驗(yàn)[1]。

2 主變基本情況及故障前的試驗(yàn)情況分析

（1）#1主變基本情況

型號為：SS7-40000/110，出廠日期為：1995年6月，1996年投入使用與運(yùn)行，運(yùn)行模式為強(qiáng)油循環(huán)冷卻方式，生產(chǎn)廠家是保定天威股份有限公司。該變壓器的主變曾于2010年進(jìn)行一次改造性大維修，該次維修主要改造了油枕，并把主變的運(yùn)作模式改成了自然冷卻方式。該主變最近一次油化驗(yàn)時(shí)間為2016年6月27日，最近一次預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)間為2017年5月19日，發(fā)生過幾次事故，但都在規(guī)程規(guī)定的周期內(nèi)。

（2）故障前的試驗(yàn)情況

該主變2017年5月19日的預(yù)防性試驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)顯示，不存在異常的情況；該主變2015年至2017年的油化驗(yàn)報(bào)告顯示，包括水分、擊穿電壓與閃電等在內(nèi)的反映油枕中的油是否受潮的重要項(xiàng)目的數(shù)值都在合格范圍內(nèi)，乙炔、氫氣、總烴等反映變壓器內(nèi)部主絕緣情況的重要數(shù)值也都在合格范圍內(nèi)，沒有出現(xiàn)突變或者異常情況，雖然二氧化碳?xì)怏w的數(shù)值顯示逐年漸增，但規(guī)程中沒有對二氧化碳?xì)怏w的數(shù)值作出強(qiáng)制性規(guī)定，故不在超標(biāo)核算內(nèi)。因?yàn)橛突?yàn)與氣化驗(yàn)中的乙炔、氫氣、總烴三項(xiàng)重要指標(biāo)都沒有出現(xiàn)超標(biāo)，根據(jù)總導(dǎo)則將不對該三比值進(jìn)行對比分析，油中的氫氣與一氧化碳等氣體隨著該主變的固體絕緣明顯老化都沒有發(fā)生量的增長，因此，油化驗(yàn)分析為該主變的固體絕緣老化屬于正常的老化，對設(shè)備的正常安全運(yùn)行不造成影響。

3 對#1主變事故后電氣試驗(yàn)、油氣化驗(yàn)報(bào)告分析

（1） 電氣試驗(yàn)

該主變于2017年6月3日進(jìn)行電氣試驗(yàn)檢測，檢測報(bào)告顯示，高壓側(cè)繞組的直流電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)程所規(guī)定的2%，其平衡率高達(dá)63%，檢查出結(jié)果是因?yàn)楦邏簜?cè)C繞組的直流電阻比其它兩相明顯增大，與2017年5月19日的預(yù)防性試驗(yàn)報(bào)告對比發(fā)生較大的改變。變壓器的鐵芯對地絕緣不出現(xiàn)明顯降低的情況，其低、中壓側(cè)的各指標(biāo)也不存在異常的情況，但進(jìn)行變壓器變比試驗(yàn)時(shí)，中壓對低壓側(cè)正常，高壓對中壓側(cè)、高壓對低壓側(cè)無法測試，因此判定高壓側(cè)C繞組有匝間短路現(xiàn)象，低壓側(cè)繞組直流電阻不平衡率達(dá)1.42%，超過規(guī)程規(guī)定1%[2]。

（2） 油氣化驗(yàn)。

2016年6月27日油氣化驗(yàn)的報(bào)告數(shù)值顯示，乙炔、氫氣、總烴等重要數(shù)值出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)，進(jìn)行三比值對比分析后，得出的初步判定結(jié)果為：變壓器本體存在低能放電、固體絕緣之間油擊穿的情況。

4 吊罩檢查情況

為了深入調(diào)查事故發(fā)生的原因，查清故障因素，通過聯(lián)系生產(chǎn)廠家特派技術(shù)人員到現(xiàn)場對主器變進(jìn)行吊罩檢查。

2017年10月17日上午進(jìn)行該#1主變的吊罩檢查，發(fā)現(xiàn)有水從變壓器的瓦斯繼電器連通管內(nèi)流出，有水珠掛在器身大蓋附件的瓦斯繼電器連通管的內(nèi)壁上，連通管底部已經(jīng)發(fā)生生銹現(xiàn)象，有明顯的水跡存在器身內(nèi)部的鐵厄上；C相高壓繞組匝間絕緣擊穿，高壓線圈中部輻向變形，線圈匝間紙絕緣鼓泡，判定線圈絕緣進(jìn)水受潮造成匝間絕緣擊穿[3]。經(jīng)分析，初步判斷為主油枕可能存在滲漏點(diǎn)。并對主油枕進(jìn)行詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)有大量水跡與銹跡存在于油枕側(cè)面的大蓋箱與氣囊的底部，最后得出是大蓋密封圈的裝配有質(zhì)量問題，使枕壁出現(xiàn)突出沿邊，造成密封不良進(jìn)而發(fā)生滲漏。

5 事故原因分析

對該主變在事故前后的電氣試驗(yàn)結(jié)果分析、氣與油采樣化驗(yàn)結(jié)果分析、油枕詳細(xì)檢查與主變吊罩檢查情況進(jìn)行綜合分析，得出的結(jié)果為：廠家在2010年對該主變的主油枕進(jìn)行改造性大修時(shí)，安裝油枕側(cè)面大蓋密封圈時(shí)存在質(zhì)量問題，造成滲水使得高壓側(cè)C相繞組匝間紙絕緣受潮、繞組匝間絕緣擊穿短路，進(jìn)而發(fā)生事故。

6 對策

（1）在變電站的日常管理中，要加強(qiáng)對設(shè)備安裝、大修工程、改造等驗(yàn)收環(huán)節(jié)的管理，尤其是類似于本次事故中比較隱蔽部分的驗(yàn)收工作，保障安裝、大修或改造后的變電設(shè)備能夠安全、可靠的運(yùn)行。

（2）制定規(guī)范、嚴(yán)格的設(shè)備現(xiàn)場驗(yàn)收制度，尤其是進(jìn)行變電設(shè)備安裝、大修與改造工程的驗(yàn)收?？梢越M織變電設(shè)備專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)備安裝、大修與改造工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的編寫，要做到標(biāo)準(zhǔn)化、表格化、盡可能細(xì)化，確保沒有遺漏、從源頭上杜絕事故隱患[4]。

（3）針對本次事故進(jìn)行開會研討、做好經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)，完善技術(shù)監(jiān)督，舉一反三，試驗(yàn)結(jié)果的分析進(jìn)行強(qiáng)化管理。在惡劣的天氣環(huán)境下，對個別重要項(xiàng)目尤其要縮短試驗(yàn)周期，進(jìn)行補(bǔ)充性試驗(yàn)與追蹤檢查，為設(shè)備把好脈，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并清除設(shè)備隱含的隱患與缺陷，從根源上預(yù)防突發(fā)事故。在連續(xù)多雨多霧等潮濕氣象條件下，要對變電站的主變本體絕緣油進(jìn)行全面抽樣油化驗(yàn)工作，及時(shí)掌握各變壓器中反映絕緣油品質(zhì)的各類氣體含量的變化情況，避免類似事故發(fā)生[5]。

（4）根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況與常規(guī)設(shè)備檢查結(jié)果，對設(shè)備試驗(yàn)的周期進(jìn)行適度調(diào)整，有必要時(shí)可以縮短試驗(yàn)周期。強(qiáng)化主設(shè)備的狀態(tài)評價(jià)工作。對還處于合格范圍，但存在一定變化的試驗(yàn)數(shù)值與結(jié)果多加留意，認(rèn)真比較、分析與定期追蹤，進(jìn)而找到數(shù)值與結(jié)果發(fā)生變化的規(guī)律，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的安全隱患。

（5）實(shí)施并推廣對變壓器等大型主設(shè)備的在線安全監(jiān)測，對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)采集并判斷設(shè)備是否存在隱性故障，提前采取防范措施，避免設(shè)備事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]李晉烽， 張登宇. 100 kV變電站主變油色譜異常原因分析及故障處理[J]. 山西電力， 2008（6）：37-38.

[2]毛文盛.110kV某變電站1號變壓器故障原因分析[J].科技資訊，2011（08）：133-134.

[3]徐小軍. 110kV變壓器抗短路能力典型案例分析與對策[J]. 硅谷， 2015（3）：253-254.

[4]侯育皖. 110kV電力變壓器接地故障分析與處理[J]. 沿海企業(yè)與科技， 2009（9）：119-120.

[5]萬濤， 周寶鋒. 110kV亞工變電站1號主變潛伏性故障原因分析[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2014（7）.

作者簡介：

莊圣斌，出生年月：1979年4月，性別：男，民族：漢族，籍貫（精確到市）：江蘇省無錫市，當(dāng)前職務(wù)：無，當(dāng)前職稱：高級工程師，學(xué)歷：碩士研究生，研究方向：變電檢修.