110kV變壓器內(nèi)部短路故障的研究

張陳玉

摘要：隨著經(jīng)濟發(fā)展以及社會的進(jìn)步，電力系統(tǒng)在社會運行中所占有的地位越來越重要，其中110kV變壓器也成為用電過程重要的組成元素。基于此，本文針對油色譜分析、故障錄波分析以及電氣試驗數(shù)據(jù)分析這三種方法進(jìn)行分析，并通過確認(rèn)故障原因以及對短路故障進(jìn)行具體處理，提升對于110kV變壓器短路故障的應(yīng)對能力。

關(guān)鍵詞：短路故障；變壓器；110kV；電力系統(tǒng)

引言：

110kV電力變壓器是一種在發(fā)電廠、變電站以及工業(yè)車間當(dāng)中應(yīng)用十分廣泛的變壓器，這種變壓器可以說是在整體社會運作中較為常見，其具有的溫升低、效率高以及噪音低等特點都使其成為一種優(yōu)秀的選擇。在進(jìn)行110kV變壓器使用過程當(dāng)中，偶爾會由于一些原因?qū)е鹿收?，其中短路故障較為常見，也是對生產(chǎn)、生活影響較大的一種故障。

1.1分析短路故障

以某臺110kV變壓器在進(jìn)行工作過程中沖擊合閘出現(xiàn)跳閘故障為例，進(jìn)行原因分析，并通過以下三種手段來進(jìn)行故障原因的探尋。該變壓器于2013年4月22日在運行過程中出現(xiàn)故障，跳開開關(guān)之后變壓器暫時停運，其變壓器類型為SFSZT-25000/110型，額定電壓量是110kV。

1.1油色譜分析

油色譜分析的方法就是利用氣相色譜法來進(jìn)行絕緣油中氣體具體構(gòu)成元素比重的判定，這種方式是一種能夠有效判定電網(wǎng)系統(tǒng)中各個儀器使用故障原因的方式，同時也是能夠檢驗機器運作穩(wěn)定性的有效辦法，一般來說油色譜分析方法所依照的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 17623-1998。進(jìn)行變壓器內(nèi)部氣體的成分檢驗，首先進(jìn)行取樣工作，將樣本進(jìn)行具體的油色譜分析之后可以得出的結(jié)果進(jìn)行比對，主要包含的氣體包含有H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等，將這些數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，就是一種較為常見的方法，即特征氣體法。在DL/T 722-2000《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》中特征氣體不同的比重判斷，能夠有效推斷故障類型。此次故障經(jīng)過對比數(shù)值發(fā)現(xiàn)在有油中的比例，可以將此次的短路事故定性為油中電弧放電。將油氣中的不同性質(zhì)物質(zhì)進(jìn)行分析，有關(guān)于CO和CO2，，在變壓器內(nèi)部運行過程當(dāng)中會受到各種絕緣紙、層壓板或者是木塊的影響，因此如果在其內(nèi)部運行過程當(dāng)中，不同的絕緣材料在其內(nèi)部會產(chǎn)生很多無水的右旋糖環(huán)，在高于300攝氏度的環(huán)境之下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而形成了CO和CO2，，這也是其內(nèi)部各種成分產(chǎn)生的原因之一。在故障產(chǎn)生的過程當(dāng)中也應(yīng)當(dāng)考慮到固體絕緣的影響，將其作為判斷的重要依據(jù)[1]。

1.2故障錄波分析

故障錄波分析是在電力系統(tǒng)自動化的影響之下產(chǎn)生的一種對于電力系統(tǒng)故障診斷的網(wǎng)絡(luò)化軟件，其內(nèi)部組成的結(jié)構(gòu)包含有數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)管理以及故障診斷、分析等模塊。在發(fā)生短路跳閘的故障之后，利用高壓測故障錄波裝置進(jìn)行測量收集。利用錄波器進(jìn)行四個周波的信息收集，故障在四個周波后切除，這時根據(jù)錄波裝置錄波圖（圖1）可以看出的是在高壓側(cè)，A與C的相電流在相位以及波形兩個因素上都是相同的。

圖中可以明顯看出的是在周期內(nèi)部，B相電流在相位上和其他兩個電流明顯呈現(xiàn)出相反的趨勢。首先在第一個周波期內(nèi)電流出現(xiàn)了最大值，并且在A、B、C三相的數(shù)值分別為797.5、368.3。錄波信息能夠在一定程度上反映出電網(wǎng)故障的現(xiàn)象，將信息收集之后進(jìn)行對比分析，在線上發(fā)生的不同短路狀況，都反映出了短路故障，所以從初步判斷來說，可以將此次故障的原因具體部位定位在B相繞組部分。

1.3電氣試驗數(shù)據(jù)分析

所謂電氣試驗就是在不同的電氣儀器投入工作使用之前所進(jìn)行的包含有絕緣性能、電氣特性以及機械性等方面的性能測試，這一性能測試能夠有效保障自身具有問題的設(shè)備不會被投入到使用當(dāng)中，同時也不會因為錯誤的投放而產(chǎn)生各種影響事故，如果在投入使用之前沒有進(jìn)行對應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)分析，那么就會存在著較大的安全隱患。在之前進(jìn)行的變壓器電氣試驗過程當(dāng)中，針對繞組變形、直流電阻等方面都開展了相對應(yīng)的試驗，試驗過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也都記錄在案，成為日后判斷儀器損耗的重要對比依據(jù)。在進(jìn)行變壓器試驗過程當(dāng)中得到的數(shù)據(jù)和日后檢修過程中所得到的數(shù)據(jù)相對比，只有在低壓組繞絕緣電阻一項出現(xiàn)了一定的降低。在故障的前后所產(chǎn)生的數(shù)值變化主要體現(xiàn)在了如下內(nèi)容：該110kV變壓器在低壓一端的壓測出現(xiàn)了過高的現(xiàn)象，電阻值也從1000+上升到了1200。在變壓器內(nèi)部的絕緣結(jié)構(gòu)當(dāng)中，采用的是油-紙結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?，也就變成了絕緣紙、紙撐條以及墊塊等不同的部件所組成的一種串并聯(lián)電路。這種電路由于結(jié)構(gòu)上的特點因此如果發(fā)生了損傷，也會導(dǎo)致絕緣電阻的降低，進(jìn)而引發(fā)變壓器故障。

2.確認(rèn)故障原因

110kV變壓器的故障主要原因包含有回路方面、部位劃分以及現(xiàn)象劃分這三種分類方式，不同的分類也代表其解決措施的不同。在此次故障當(dāng)中所產(chǎn)生的原因是由于在低壓側(cè)的B相繞組回路引起的。因此在進(jìn)行解決過程當(dāng)中也要針對這一問題進(jìn)行改善與修整。在該設(shè)備的B相繞組回路當(dāng)中，組成的固體絕緣材料方面出現(xiàn)了質(zhì)量的問題，絕緣材料在放電方面影響到了整套設(shè)備運作，導(dǎo)致短路現(xiàn)象發(fā)生。變壓器的內(nèi)部所包含的很多環(huán)節(jié)都是利用絕緣的支架等進(jìn)行固定的，如果絕緣支架出現(xiàn)問題那么就會導(dǎo)致運行時電流無法受到控制，進(jìn)而產(chǎn)生了短路現(xiàn)象。在變壓器內(nèi)部的油箱是處于封閉的，所以檢查過程當(dāng)中利用手孔以及低壓管套安裝孔的方式進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)了在夾件處出現(xiàn)了絕緣螺桿斷裂的現(xiàn)象，也是短路的主要成因[2]。

3.處理故障

在處理故障過程當(dāng)中所需要注重的有以下幾點，首先是必須要進(jìn)行相對應(yīng)的檢修工作，在日常生活當(dāng)中必須頂起對各項設(shè)備進(jìn)行檢查，不僅是對工作的負(fù)責(zé)和認(rèn)真，同時也是有效的降低故障發(fā)生幾率，降低經(jīng)濟損失的措施。其次是在各個部件工藝的管理方面，也要注重質(zhì)量，防止由于部件質(zhì)量問題產(chǎn)生的故障。最后是在人員檢修水平方面，也要設(shè)立一定的門檻，提升工作的質(zhì)量與能力，保障其在檢修工作中能夠有效提升各個設(shè)備運作的水平，盡量避免二次故障的產(chǎn)生。

結(jié)論：

總的來說，從全面的角度分析110kV變壓器發(fā)生內(nèi)部的短路故障的原因，必須采取科學(xué)的理念以及手段，保障能夠促進(jìn)其全方位的檢查，檢查過程當(dāng)中所需要使用的各種數(shù)據(jù)以及儀器都要金蓮降低誤差，防止由于誤差所帶來的判斷失誤。進(jìn)行110kV變壓器內(nèi)部短路故障的研究，探求發(fā)現(xiàn)故障以及解決故障的有效手段，能夠為日后發(fā)展帶來重要的指導(dǎo)思想。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪楨毅，童志明，徐翀.一起110kV變壓器短路故障后的綜合試驗分析[J].變壓器，2017，54（05）：52-55.

[2]吳春志.淺談110kV變壓器匝間短路故障試驗分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（21）：44.