220kV變壓器鐵芯夾件接地故障分析

張冠男 劉思杰

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州供電分公司，江蘇 徐州 221000)

1 220kV變壓器鐵芯故障危害

變壓器運行正常時，不會發(fā)生鐵芯接地故障，電壓穩(wěn)定。如果鐵芯接地發(fā)生故障，那么將產(chǎn)生大量的危害。一是變壓器鐵芯內(nèi)會產(chǎn)生渦流，渦流損耗使鐵芯的損耗程度大大加深，而且還會造成導(dǎo)線過熱等現(xiàn)象，增加導(dǎo)線損耗，增加變壓器鐵芯接地損耗。二是鐵芯接地，會使220kV變壓器放電。鐵芯接地出現(xiàn)放熱或放電現(xiàn)象，會使鐵芯周圍墊腳絕緣碳化，最終使變壓器無法正常運行，出現(xiàn)高位放電，對變壓器周圍的人員和設(shè)備都有很大的安全隱患。

2 鐵芯接地故障的原因

2.1 不正確安裝

在220kV變壓器的安裝過程中，由于安裝人員的專業(yè)技術(shù)水平有限，不按操作程序安裝，常導(dǎo)致變壓器鐵芯多點接地故障。這種類型的多點接地故障，在實際檢修過程中又比較隱秘，操作過程中不易發(fā)現(xiàn)并及時糾正。這種安裝上的原因，是造成220kV變壓器鐵芯電阻存在多點接地的主觀因素，可以通過加強人員培訓(xùn)，提高技能，避免因人為安裝不當，而給供電企業(yè)造成損失。

2.2 絕緣性受損

220kV變壓器的絕緣性是其正常運行的基本條件，而絕緣性又極易受外部主、客觀因素的影響和干擾，在某些情況下會破壞變壓器的絕緣性，使鐵芯發(fā)生多點接地情況，造成鐵芯周圍的絕緣層被破壞。圍繞220kV變壓器鐵芯，會有一層絕緣材料，如絕緣皮或絕緣筒等絕緣材料。這種絕緣材料，能保證220kV變壓器鐵芯與外界隔絕，使鐵芯能正常工作。但在實際操作中，由于外部變壓器油中的腐蝕成分和水分，極易造成鐵芯周圍絕緣材料絕緣損壞，從而造成鐵芯接地失效。

2.3 鐵芯漏磁

第一，鐵芯本身質(zhì)量不過關(guān)，供電企業(yè)出于成本考慮，采用了質(zhì)量較差的磁芯，投入使用后，難免會出現(xiàn)各種漏磁問題。第二，鐵芯受壓過大，絕緣層過薄，使其絕緣性無法保證；在鐵芯的安裝、儲存或使用過程中，夾雜著過多的懸浮物和灰塵等雜質(zhì)，影響鐵芯的使用效果。

3 優(yōu)化220kV變壓器鐵芯接地故障措施

3.1 及時處理現(xiàn)場故障

若變壓器長時間不運轉(zhuǎn)，或未進行密封性處理，則應(yīng)對變壓器各部分進行仔細地現(xiàn)場檢修。尤其是當天氣比較潮濕，經(jīng)常下雨，或天氣條件比較極端時，會因天氣因素引起的接地故障更多。所以在惡劣天氣條件下，應(yīng)加強現(xiàn)場檢修，對鐵芯接地故障進行現(xiàn)場分析。如有需要，可采用太陽燈烘烤，使220kV變壓器鐵芯接地的絕緣性能得到有效保障。

3.2 加強日常保養(yǎng)和管理

接地鐵芯的日常維護和檢修工作非常重要，對220kV變壓器鐵芯接地進行日常檢修，可避免發(fā)生突發(fā)情況，影響日常供電需求。每天的管理和維修，主要是通過以系統(tǒng)的形式，把鐵芯接地納入日常的維修工序。大修時，應(yīng)檢查220kV變壓器是否有嚴重發(fā)熱、發(fā)臭、放電不正常等現(xiàn)象。除此外，還應(yīng)檢查鐵芯接地的各個部分，如穿芯螺桿、接地片、絕緣材料、鐵芯和夾層之間絕緣漆是否完好。把這幾項工作結(jié)合起來進行日常檢修，可提高220kV變壓器鐵芯正常運行的效率，避免因日常工作的失誤和疏忽，造成供電工程癱瘓，遭受更大范圍的損失。

3.3 保持220kV變壓器周圍干燥

為避免220kV變壓器鐵芯干燥和導(dǎo)電不穩(wěn)定，安裝時可采用部分干燥裝置進行恒溫干燥。例如，可以借助吸塵器，清除220kV變壓器內(nèi)的灰塵，保證鐵芯與線圈之間的清潔。在220kV變壓器工作環(huán)境較潮濕的情況下，需要借助于電吹風或烘干機等各種干燥和除濕設(shè)備，將鐵芯內(nèi)、外壁附著的水珠清除掉，使鐵芯絕緣性能不變。

4 變壓器鐵芯接地故障的監(jiān)測和排除

一種測量變壓器鐵芯電流的固定安培計，安培計在變壓器正常工作時，可測量接地鐵芯上的強電流。如有電流，說明變壓器鐵芯接地故障，因為鐵心接地，周圍電路就會形成環(huán)流，受電磁感應(yīng)影響。如安培計上未顯示電流，則變壓器鐵芯未接地。所以，我們可以在變壓器鐵芯和周圍線路之間安裝一個鐵芯多點接地監(jiān)測安培計，隨時監(jiān)測鐵芯接地線路是否有環(huán)流。若出現(xiàn)環(huán)流，則表明變壓器鐵芯接地故障，應(yīng)及時排除。

在確定變壓器鐵芯多點接地故障類型后，可根據(jù)現(xiàn)場情況及故障類型，采取相應(yīng)措施，這樣就可以解決變壓器鐵芯接地故障。由于變壓器內(nèi)部有異物，鐵芯會產(chǎn)生毛刺，導(dǎo)致接地故障。對變壓器鐵芯接地故障和設(shè)備故障采用電容放電法對其進行處理。因為變壓器鐵芯底部的絕緣墊很薄，所以脈沖電流不能太大，以免擊穿。沖擊性核心采用大電流，這種操作較難控制，并且仍然不夠牢固，容易破壞鐵芯絕緣。用鐵芯周圍的電路做電容，再用大電流放電變壓器鐵芯，比較不便，設(shè)計不好。現(xiàn)在，我們只能采用放電校準儀器來進行放電，這種儀器不會產(chǎn)生很多電流，它的輸出電流比較小，輸出時間也不長，所以不會破壞鐵芯的絕緣部分。由于當時的輸出電壓為0～550V，所以電流為6kA。應(yīng)在斷電后消除變壓器鐵芯接地故障。這種故障一般比較嚴重，且有持續(xù)蔓延的勢頭，嚴重影響變壓器設(shè)備和周圍環(huán)境。先將變壓器及其周圍的電源切斷，并將保護罩蓋住。認真檢查變壓器的表面和內(nèi)部，鐵芯是否與其它異物接觸，鐵片是否鼓出，鐵芯與電路是否有斷口。當一切正常時，安培計用來檢查并將電流施加在鐵芯之間。如果電壓為0或安培計指針倒轉(zhuǎn)，說明變壓器鐵芯接地故障。壓強幾乎為零，電阻不變。其原因是變壓器鐵芯絕緣設(shè)備設(shè)計與安裝不當。另外，如果多點接地發(fā)生故障，可以用安培計測量電流。安培計用于沿鐵芯各電路逐點測量。當安培計上的電流為零，表明這里是接地故障點。

5 結(jié)語

總之，接地故障會嚴重影響220kV變壓器的供電效率。另外，如果鐵芯接地時間太長，放熱電阻太大，將嚴重威脅到供電設(shè)備的安全。因此，220kV變壓器的管理和維護人員，應(yīng)該增強責任意識，提高對問題的認識，正確識別和處理各種故障，根據(jù)故障原因，加強設(shè)備的維護。