一例變壓器沖擊合閘時箱沿放電分析與處理

黃谷蘭 白剛

摘要：根據(jù)一例變壓器沖擊合閘時箱沿放電的實例，闡述了放電問題的緊急處理過程，對放電的原因進行了分析，并提出了防止出現(xiàn)此問題的建議。

關(guān)鍵詞：沖擊合閘;箱沿放電;漏磁場;

1、引言

變壓器的沖擊合閘，是變壓器安裝完成后正式投入運行前的試驗項目之一。 ? ? ? 變壓器進行沖擊合閘試驗的目的有兩個：1、拉開空載變壓器時，有可能產(chǎn)生操作過電壓。在電力系統(tǒng)中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地時，過電壓幅值可達(dá)4～4.5倍相電壓;在中性點直接接地時，可達(dá)3倍相電壓。為了檢查變壓器絕緣強度能否承受全電壓或操作過電壓，需做沖擊試驗。2、帶電投入空載變壓器時，會產(chǎn)生勵磁涌流，其值可達(dá)6～8倍額定電流。勵磁涌流開始衰減較快，一般經(jīng)0.5～1秒即減到0.25～0.5倍額定電流值，但全部衰減時間較長，大容量的變壓器可達(dá)幾十秒。由于勵磁涌流產(chǎn)生很大的電動力，為了考核變壓器的機械強度，同時考核勵磁涌流衰減初期能否造成繼電保護裝置誤動作，需做沖擊試驗。所謂沖擊合閘，就是斷開低壓側(cè)出線總開關(guān)，合閘高壓側(cè)的開關(guān)，使變壓器全壓（額定電壓）空載運行，并檢查它的聲音等和各部件有無異常，5分鐘后停止運行。規(guī)范規(guī)定，大型變壓器第一次投運前，應(yīng)在額定電壓下沖擊合閘五次，第一次受電后持續(xù)時間應(yīng)不小于10分鐘，每次間隔大于5分鐘。

變壓器油箱常用的箱沿結(jié)構(gòu)有兩種，一種是螺栓連接，一種是焊接結(jié)構(gòu)。焊接結(jié)構(gòu)屬于免吊芯結(jié)構(gòu)，且不用擔(dān)心箱沿處漏油的問題、不存在緊固螺栓、密封材料失效需要更換的問題，而且上下箱沿是等電位，不會存在沖擊合閘放電的情況。螺栓結(jié)構(gòu)相比焊接結(jié)構(gòu)可能存在漏油、緊固螺栓不均勻、密封件失效等問題，但在某些需要吊芯檢修的產(chǎn)品，有的客戶在簽定協(xié)議時就指定要使用螺栓連接結(jié)構(gòu)。

2、 變壓器沖擊合閘放電實例及緊急處理過程

某220kV電站主變，型號SZ11-90000/220，箱沿為螺栓結(jié)構(gòu)，在沖擊合閘后21秒左右低壓側(cè)箱沿處及C相線圈靠油箱短邊側(cè)出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

基于只出現(xiàn)箱沿放電現(xiàn)象，主變各項保護均未動作，特別是瓦斯保護無異常，根據(jù)相關(guān)文獻提供的經(jīng)驗及主變的原理，采取在箱沿與箱蓋間增焊接地片（材質(zhì)為304不銹鋼，“L”形狀，鋼板厚4mm，寬60mm）的緊急處理措施，如圖1所示。

3 、放電原因分析

出現(xiàn)箱沿螺栓處放電的根本原因是漏磁通。所謂漏磁通，就是指變壓器一、二次繞組所產(chǎn)生的磁通，沒有全部通過主磁路鐵芯，也沒有全部與一次和二次繞組交鏈，這部分磁通經(jīng)過非鐵磁物質(zhì)閉合，如變壓器油、鐵芯、繞組或者空氣等。

當(dāng)變壓器合閘時，激磁涌流突然增大，使漏磁通也隨之增加，且分別在緊固螺栓與箱蓋的水平面上產(chǎn)生漏磁電勢。箱蓋法蘭有雙層的底漆和表面漆保護，在緊固時漆皮形成小間隙或螺絲孔與螺絲間形成小間隙，在間隙處形成電位差。間隙處于空氣側(cè)，耐受電壓較低，當(dāng)漏磁電勢達(dá)到氣隙的擊穿電壓值時，造成火花放電。由于合閘涌流在合閘后快速衰減，電壓差也隨之降低，變壓器恢復(fù)正常，因此通常合閘時表現(xiàn)為瞬間的火花放電。

4 、效果檢驗及多種方案的建議

在箱沿處增焊不銹鋼接地片的措施實施后，再一次沖擊合閘時，主變箱沿處沒有出現(xiàn)放電的現(xiàn)象。說明此實施措施效果有效。

增焊不銹鋼接地片雖然是避免主變合閘放電的有效措施，但會影響到后續(xù)吊芯檢修的不方便。當(dāng)后續(xù)主變需要吊芯檢修時，必須先割掉接地片才能將上下箱沿分開，增加了額外的工作量及割焊時帶來的風(fēng)險（焊渣進入器身、焊接時損壞箱沿箱蓋的油漆等等）。根據(jù)合閘放電的原理及原因分析，有如下多種方案供參考。

（1） 在線圈離油箱壁最近的箱沿螺栓處，箱沿箱蓋上焊接不銹鋼墊片（如圖2所示）。

（2）在項（1）的基礎(chǔ)上，在接地墊片處增加軟銅帶;如圖3所示;

（3）安裝主變箱沿螺栓時，全面檢查所有短接銅排緊固螺栓是否擰緊，對存在松動的進行緊固，確?？煽拷拥?

（4）當(dāng)已發(fā)生放電時，由于放電導(dǎo)致接觸面灼燒，直接影響接觸平整度，會降低短路排通流能力，使用銼刀對箱沿及短接排對應(yīng)接觸面進行打磨;

（5）當(dāng)主變已存放在濕氣、鹽霧較嚴(yán)重的海邊一段時間后，投運前要清除接觸面殘余的油漆及腐蝕，使用銼刀對箱沿及短接排對應(yīng)接觸面進行打磨;

對避免合閘放電的問題，應(yīng)根據(jù)具體的情況，具體分析，采取安全、經(jīng)濟和合理的方法，如果用一種方法效果不顯著，可將上述幾種方法綜合使用，提高變壓器送電的安全性。

5、結(jié)束語

（1） 造成變壓器沖擊合閘時箱沿螺栓放電的根本原因是漏磁通。變壓器沖擊合閘無法避免勵磁涌流的產(chǎn)生及影響，漏磁也是無法完全消失的。漏磁主要經(jīng)過油箱形成回路閉合，從而導(dǎo)致上、下節(jié)油箱連接螺栓有電流通過，當(dāng)漏磁電勢達(dá)到氣隙的擊穿電壓值時，造成火花放電。

（2）本文結(jié)合一起合閘放電的實例，介紹了處理措施及效果檢測，同時提出了多種解決方案，建議根據(jù)具體情況來選取;

參考文獻

《1》 馬鋼軍，《大型油浸式變壓器箱沿放電分析與處理》，2019.03.025

《2》 謝敏城，《電力變壓器手冊》，機械工業(yè)出版社，2003

《3》 薛林濤，付豐年，呂杰.大型主變壓器沖擊合閘故障分析及改進措施研究[J].變壓器，2013，50（05）：64-66.