一起330kV變壓器故障原因分析

馬小林

摘? 要：變壓器在運行過程中需通過有載調(diào)壓開關(guān)的調(diào)壓來滿足不同電壓的需求，文章就一起330kV變壓器有載分接開關(guān)傳動機構(gòu)異常導致無法正常調(diào)壓的原因進行分析并提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：變壓器;有載分接開關(guān);檢測

Abstract： During the operation of the transformer， the voltage regulation of the on-load tap-changer is needed to meet the needs of different voltages. This paper analyzes the reason why the abnormal transmission mechanism of the on-load tap-changer of the 330kV transformer leads to the failure of normal voltage regulation， and puts forward some relevant suggestions.

1 概述

某330kV變電站#1主變在進行油色譜分析時發(fā)現(xiàn)氫氣含量為191.1μL/L，跟蹤檢測發(fā)現(xiàn)氫氣含量一直保持在185μL/L左右。2018年1月6日油在線裝置出現(xiàn)乙炔，含量為0.23μL/L，后期持續(xù)增長，至1月7日乙炔數(shù)據(jù)達到穩(wěn)定。#1主變停電進行診斷性試驗，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)變壓器有載調(diào)壓分解開關(guān)機械傳動軸緊固螺栓松動，導致分解開關(guān)無法正常調(diào)壓，經(jīng)現(xiàn)場處理后恢復正常調(diào)壓，絕緣油色譜分析各組分氣體保持穩(wěn)定。

2 故障檢測及檢查過程

2.1 停電前檢查情況

從2018年1月10日開始進行色譜離線跟蹤檢測，其中氫氣含量有較小波動，但未超過注意值，乙炔含量基本穩(wěn)定，維持在4-5μL/L之間，且無增長趨勢，其他氣體含量穩(wěn)定，無較大變化。外觀檢查均正常，鐵芯接地電流、高頻局放檢測、射頻局放檢測結(jié)果均正常。

2.2 停電后檢查情況

2.2.1 電壓比試驗

停電后進行電壓比測試，分接位置在第1至10檔時電壓比均在5%以內(nèi)，在第11至17檔時電壓比均超過5%。

2.2.2 繞組直流電阻試驗數(shù)據(jù)

繞組直流電阻測試，中、低壓側(cè)繞組直流電阻測試值與原始值保持一致，高壓側(cè)A、B相繞組直流電阻測試值與原始值保持一致，高壓側(cè)C相繞組直流電阻第1至17檔測試值均為307.9mΩ，檔位進行切換時，其繞組直流電阻值均無變化，說明C相高壓側(cè)在檔位切換過程中實際檔位位置未發(fā)生變化。

2.2.3 有載分接開關(guān)過渡電阻測試

有載分接開關(guān)過渡電阻測試B相電阻值為3.6-3.7Ω，測試結(jié)果正常，A、C相電阻值為1.1-1.2Ω，與額定值3.6Ω偏差過大，測試結(jié)果異常，過渡波形中A、C相波形異常。

2.2.4 其他檢測情況

繞組變形測試、絕緣電阻測試、繞組介損及電容量測試、套管試驗、長時感應(yīng)耐壓試驗、局部放電測量及耐壓后色譜實驗數(shù)據(jù)均正常。

2.2.5 檢測數(shù)據(jù)分析

從直流電阻測試數(shù)據(jù)可知，A、C相直流電阻值在檔位調(diào)整前后均為6檔數(shù)值，B相直流電阻各檔位數(shù)值與之前例行試驗數(shù)據(jù)一致。A、C兩相無過渡過程，說明在調(diào)檔過程中內(nèi)部實際檔位未發(fā)生變化，異常情況與直流電阻測試異常結(jié)果分析一致。變比測試從6檔→1檔、6檔→17檔變比初值差逐漸增大，在檔位逐步增加和減少的過程中由于B相檔位正常，而A、C相檔位一直保持在6檔，導致相間電位差逐漸增大，變比初值差也會逐步增大，這一規(guī)律與前面結(jié)論中A、C相檔位未發(fā)生變動的情況一致。繞組變形試驗時A、C相實際檔位處于6檔，B相位于1檔，OA-OC、OAm-OCm各頻段相關(guān)系數(shù)較高，表明A相與C相繞組容抗、感抗無較大差異，100Hz-1kHz頻段下，OA-OB、OAm-OBm、OB-OC、OBm-OCm相關(guān)系數(shù)有明顯差異，此頻段表明A、C相繞組與B相繞組感抗有差異，也可證明A、C相與B相不在同一檔位，1kHz-1MHz頻段下波形正常，排除繞組存在扭曲和鼓包等局部變形，排除線圈存在整體移位或引線位移等情況。經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，#1主變有載調(diào)壓分接開關(guān)傳動軸A、C相在主變頂部位置水平傳動桿連接卡具外側(cè)螺栓均有不同程度的松動，在切換過程中的阻力導致本體內(nèi)部傳動軸未發(fā)生轉(zhuǎn)動，導致A、C相檔位在切換過程中未發(fā)生檔位變動，長期在6檔位置。

3 原因分析

3.1 傳動軸連接卡具螺栓松動原因

主變有載調(diào)壓分接開關(guān)傳動軸A、C相在主變頂部位置，水平傳動桿連接卡具外側(cè)螺栓松動的主要原因：（1）現(xiàn)場對該螺栓拆除后進行檢查，發(fā)現(xiàn)該螺栓有防松動的墊片，但在螺栓不緊固的情況下，該防松墊不起作用，失去了自身防松的功能。（2）該螺栓螺桿長度不夠，沒有完全露出絲扣，導致緊固力度不夠，在有載調(diào)壓分接開關(guān)傳動過程中，在扭力的作用下很容易造成松動。

3.2 乙炔產(chǎn)生的原因

3.2.1 有載分接開關(guān)切換過程產(chǎn)生乙炔

根據(jù)#1主變出現(xiàn)乙炔時有載分接開關(guān)檔位調(diào)整記錄顯示5日、6日、8日系統(tǒng)對檔位進行了調(diào)整，在4檔、5檔、6檔之間調(diào)整，每天調(diào)整兩次。1月10日晚主控室后臺監(jiān)控機顯示主變4檔運行，當A、C相高壓繞組檔位處于6檔，B相檔位為4檔時，三相有載分接開關(guān)失步使得A、C相與B相之間出現(xiàn)電壓、電流不平衡，高壓側(cè)4檔額定電壓3665620.5V，高壓側(cè)6檔額定電壓357937.5V，壓差近10kV，后臺顯示A相高壓繞組電流146.69A、B相電流126.57A、C相電流144.76A。在切換過程中，A、C相有載分接開關(guān)內(nèi)部未動作，B相電阻增大3.7Ω（過渡電阻值），加重三相電流不平衡現(xiàn)象，三相電壓、電流不平衡導致切換檔位時在分接選擇器動觸頭與靜觸頭之間產(chǎn)生低能放電，使絕緣油分解產(chǎn)生乙炔，有載分接開關(guān)切換開關(guān)油室與變壓器本體油箱隔離，分接選擇器位于變壓器本體油箱內(nèi)，與之前色譜試驗中只在本體絕緣油檢測出單乙炔，分接開關(guān)油室絕緣油色譜分析正常結(jié)論吻合。

綜上所述，#1主變有載調(diào)壓分接開關(guān)傳動軸A、C相在主變頂部位置水平傳動桿連接卡具外側(cè)螺栓松動，造成分接開關(guān)檔位失步，進而造成切換檔位時在分接選擇器動觸頭與靜觸頭之間可能產(chǎn)生低能放電，在電弧作用下，絕緣油分解產(chǎn)生乙炔。

3.2.2 油中雜質(zhì)產(chǎn)生火花放電

此次乙炔異常后持續(xù)進行油色譜數(shù)據(jù)跟蹤，未發(fā)現(xiàn)乙炔繼續(xù)上漲，并且利用高頻局放檢測、超聲局放定位等多種帶電檢測手段及感應(yīng)耐壓局放都未發(fā)現(xiàn)放電信號，再根據(jù)油色譜三比值法及絕對產(chǎn)氣速率初步判斷#1主變內(nèi)部存在低能量放電，所以此次乙炔突然上升也可能為油中雜質(zhì)在油循環(huán)過程中流至電場不均勻位置發(fā)生的偶發(fā)性火花放電。

4 結(jié)論

停電診斷試驗前通過油色譜三比值法及絕對產(chǎn)氣速率初步判斷#1主變內(nèi)部存在低能量放電或過熱，CO、CO2含量未發(fā)生突變，說明主變未出現(xiàn)固體絕緣的局部放電或擊穿，絕緣良好，排除變壓器內(nèi)部存放電缺陷。#1主變有載調(diào)壓分接開關(guān)傳動軸A、C相在主變頂部位置水平傳動桿連接卡具外側(cè)螺栓均有不同程度的松動，在切換過程中的阻力導致本體內(nèi)部傳動軸未發(fā)生轉(zhuǎn)動，導致A、C相檔位在切換過程中未發(fā)生檔位變動，長期在6檔位置?，F(xiàn)場對松動螺絲進行了緊固，緊固后復測相關(guān)試驗項目，試驗數(shù)據(jù)合格。

5 結(jié)束語

設(shè)備檢修時檢查有載調(diào)壓分接開關(guān)傳動軸部件，尤其要檢查水平傳動桿連接卡具螺栓是否有防松墊、螺栓桿絲扣是否完全露出、螺栓是否緊固;打開護套檢查水平連桿連接頭是否存在卡澀，是否平穩(wěn)均勻轉(zhuǎn)動。

運行期間，每日對#2主變?nèi)齻?cè)電流、電壓值、絕緣油在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問題及時采取處理措施。

參考文獻：

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