35 kV變壓器交流耐壓試驗(yàn)故障分析

摘要：分析了35kV變壓器線端交流耐壓試驗(yàn)中出現(xiàn)的故障，結(jié)合試驗(yàn)過(guò)程、故障現(xiàn)象和設(shè)備參數(shù)，對(duì)故障原因進(jìn)行了深入分析。通過(guò)分析故障原因，發(fā)現(xiàn)故障的主要原因是變壓器內(nèi)部絕緣缺陷，并提出了多項(xiàng)針對(duì)性的整改措施，并通過(guò)復(fù)試驗(yàn)證了整改措施的有效性，確保了變壓器運(yùn)行的安全性，可為相關(guān)人員排查和解決故障提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)參考、為同類設(shè)備的維修和運(yùn)行提供借鑒。

關(guān)鍵詞：35kV變壓器交流耐壓試驗(yàn)故障分析絕緣缺陷整改措施

FaultAnalysisofACWithstandVoltageTestfor35kVTransformer

FANYiran

ShanghaiPudongPowerSupplyCompany，Shanghai，200000China

Abstract：ThisarticleanalyzedthefaultsthatoccurredduringtheACwithstandvoltagetestofthe35kVtransformerlineend，combinedwiththetestprocess，faultphenomena，andequipmentparameters，itconductedanin-depthanalysisofthefaultcauses.Byanalyzingthecauseofthefaults，itwasfoundthatthemaincauseofthefaultswasinternalinsulationdefectsinthetransformer，andmultipletargetedrectificationmeasureswereproposed.Andtheeffectivenessoftherectificationmeasureswasverifiedthroughretesting，ensuringthesafetyoftransformeroperation.Itcanprovidevaluableexperienceandreferenceforrelevantpersonneltotroubleshootandsolvethefaults，andprovidesreferenceforthemaintenanceandoperationofsimilarequipment.

KeyWords：35kVtransformer;ACwithstandvoltagetest;Faultanalysis;Insulationdefect;Rectificationmeasures

35kV變壓器作為電力系統(tǒng)的重要的電力設(shè)備，其安全可靠運(yùn)行直接影響著電力系統(tǒng)的可靠性。交流耐壓試驗(yàn)是變壓器出廠檢驗(yàn)和定期維護(hù)的重要項(xiàng)目，能夠有效地檢測(cè)變壓器內(nèi)部絕緣的完好程度，預(yù)防運(yùn)行中發(fā)生絕緣故障。本文以一次35kV變壓器交流耐壓試驗(yàn)中出現(xiàn)的故障為例，對(duì)故障原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的整改措施，以期對(duì)同類設(shè)備的維修和運(yùn)行提供借鑒[1]。

135kV變壓器線端交流耐壓的相關(guān)理論

在35kV變壓器交流耐壓試驗(yàn)中，需要用到的計(jì)算公式主要包括以下幾個(gè)。

（1）絕緣電阻計(jì)算：

R=U/I（1）

式（1）中，R為絕緣電阻，U為施加的電壓，I為泄漏電流。

（2）電容的計(jì)算公式：

C=Q/U（2）

式（2）中，C為電容，Q為電荷量，U為施加的電壓。在介損測(cè)試儀測(cè)量電容時(shí)，一般會(huì)直接顯示電容值，不需要進(jìn)行手動(dòng)計(jì)算。

（3）過(guò)渡過(guò)電壓的計(jì)算公式較為復(fù)雜，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行計(jì)算。一般情況下，可以使用以下公式進(jìn)行估算：

U2=K×U1（3）

式（3）中：U2為過(guò)渡過(guò)電壓；U1為試驗(yàn)電壓；K為過(guò)渡過(guò)電壓系數(shù)，過(guò)渡過(guò)電壓系數(shù)K一般取值為1.5～2.0。

2試驗(yàn)變壓器的技術(shù)指標(biāo)

2.1變壓器型號(hào)

本次交流耐壓試驗(yàn)所涉及的變壓器型號(hào)為SF9-10000/35，該變壓器屬于油浸式電力變壓器，額定容量為10000kVA，額定電壓為（35±2.5%）/10.5kV。其中，35kV為高壓側(cè)額定電壓，10.5kV為低壓側(cè)額定電壓，該變壓器用于將35kV的高壓電能轉(zhuǎn)換為10.5kV的低壓電能，以為下級(jí)電力用戶供電。而進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)變壓器型號(hào)為YD-25/150，該變壓器屬于高壓試驗(yàn)變壓器，額定容量為25kVA，額定電壓為150kV。該試驗(yàn)變壓器用于產(chǎn)生高壓電壓，對(duì)被試變壓器進(jìn)行絕緣耐壓測(cè)試，驗(yàn)證其絕緣強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。交流耐壓試驗(yàn)使用YD-25/150試驗(yàn)變壓器對(duì)SF9-10000/35變壓器進(jìn)行高壓試驗(yàn)，通過(guò)施加高電壓來(lái)檢驗(yàn)SF9-10000/35變壓器內(nèi)部絕緣的完好程度，確保其在正常運(yùn)行條件下能夠安全、可靠地工作[3]。

2.2繞組排列分布方式

SF9-10000/35變壓器為三相變壓器，其繞組排列分布方式為三相五繞組。高壓繞組分別位于變壓器鐵芯的三條磁腿上，采用盤繞式結(jié)構(gòu)，并通過(guò)絕緣材料彼此隔離。中壓繞組同樣位于變壓器鐵芯的三條磁腿上，與高壓繞組同層排列，并通過(guò)絕緣材料彼此隔離。低壓繞組位于變壓器鐵芯的三條磁腿上，與高壓繞組和中壓繞組同層排列，并通過(guò)絕緣材料彼此隔離。零序繞組（Zero-SequenceWinding，ZSW）位于變壓器鐵芯的中心柱上，用于補(bǔ)償變壓器運(yùn)行中的零序電流，并起到保護(hù)作用。中性點(diǎn)繞組（NeutralWinding，NW）位于變壓器鐵芯的中心柱上，用于接地，并起到保護(hù)作用。

335kV變壓器線端交流耐壓試驗(yàn)情況

3.1故障現(xiàn)象

耐壓試驗(yàn)接線見(jiàn)圖1所示。SF9-10000/35變壓器的低壓繞組端頭短接接地，其高壓繞組端頭短接與試驗(yàn)變壓器YD-25/150的高壓輸出繞組相連，電力設(shè)備接地均在接地網(wǎng)E點(diǎn)進(jìn)行接地。對(duì)檢查正確性進(jìn)行確認(rèn)，合理調(diào)節(jié)保護(hù)球間隙。放電值調(diào)整至82kV，對(duì)電力變壓器高壓側(cè)進(jìn)行耐壓測(cè)試。當(dāng)電壓提升至72kV，采集毫安表讀數(shù)時(shí)，10kV側(cè)套管表面存在火花放電現(xiàn)象并伴隨著放電聲間，試驗(yàn)變壓器保護(hù)開(kāi)關(guān)跳閘，調(diào)壓器歸0。進(jìn)行深入檢查后，接地線在E接地點(diǎn)產(chǎn)生脫落，毫安表mA、刀閘k、電壓表V均被燒毀，試驗(yàn)變壓器高壓對(duì)低壓和對(duì)地、低壓對(duì)地絕緣電阻值變０，變壓器絕緣已經(jīng)受損[4]。

3.2故障查找

3.2.110kV套管放電

為了找出故障原因，首先對(duì)試驗(yàn)設(shè)備和被試變壓器進(jìn)行了細(xì)致的檢查和測(cè)量。確認(rèn)試驗(yàn)變壓器YD-25/150與SF9-10000/35變壓器的高壓繞組的連接是否牢固，并檢查接線方式是否正確、所有設(shè)備的接地線是否連接牢固、接地電阻是否符合要求。使用兆歐表對(duì)試驗(yàn)變壓器和電力變壓器的高壓對(duì)低壓及高壓對(duì)地、低壓對(duì)地的絕緣電阻值進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)電力變壓器的高壓繞組對(duì)低壓的電容量（Cg）、低壓繞組對(duì)高壓和對(duì)地的電容量（Cd）、高低繞組對(duì)地總電容量（Cg+d）進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量結(jié)果顯示，試驗(yàn)變壓器高壓對(duì)低壓和對(duì)地、低壓對(duì)地絕緣電阻為0，表明內(nèi)部絕緣已經(jīng)損壞，而SF9-10000/35變壓器的高壓繞組對(duì)地電容量Cg為5569pF、低壓繞組對(duì)高壓繞組及地Cd為9139pF、高低繞組對(duì)地總電容量Cg+d為6329pF。根據(jù)電容理論，Cg+d應(yīng)等于Cg+Cd，但實(shí)際測(cè)量結(jié)果Cg+d小于Cg+Cd，說(shuō)明SF9-10000/35變壓器內(nèi)部存在異常，高、低繞組之間可能存在絕緣缺陷，導(dǎo)致電容測(cè)量值偏低，電容分布見(jiàn)圖2所示。

電力變壓器10kV繞組出廠和大修試驗(yàn)電壓值分別僅為35kV和30kV。本次試驗(yàn)時(shí)，其電壓升至72kV，超過(guò)了額定試驗(yàn)電壓，會(huì)使變壓器低壓側(cè)絕緣受損。而第二次非破壞性試驗(yàn)和耐壓試驗(yàn)可以達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，變壓器并沒(méi)有出現(xiàn)受損現(xiàn)象，仍可繼續(xù)使用。10kV套管出現(xiàn)火花放電，主要是因過(guò)渡時(shí)形成過(guò)渡過(guò)電壓U2，套管存在空氣間隙而產(chǎn)生擊穿。而放電電壓不小于74，過(guò)渡電壓U2最高值為66，不會(huì)出現(xiàn)套管擊穿問(wèn)題。變壓器低壓側(cè)短接接地并脫落，會(huì)與低壓套管相連，縮短了低壓套管放電間距，同時(shí)，放電電壓也相應(yīng)變小，過(guò)電壓U2施加在套管上會(huì)出現(xiàn)擊穿并放電[5]。

3.2.2試驗(yàn)設(shè)備損壞原因

此次交流耐壓試驗(yàn)中，除了SF9-10000/35變壓器10kV側(cè)套管表面發(fā)生火花放電外，試驗(yàn)變壓器YD-25/150控制開(kāi)關(guān)跳閘，調(diào)壓器自動(dòng)回零，毫安表mA及其短路刀閘K、高壓數(shù)顯電壓表V也發(fā)生損壞。這些設(shè)備損壞的直接原因是接地線脫落，導(dǎo)致過(guò)電壓作用于試驗(yàn)設(shè)備上，造成絕緣擊穿。

4設(shè)計(jì)整改與復(fù)試試驗(yàn)結(jié)果

針對(duì)本次交流耐壓試驗(yàn)中出現(xiàn)的故障，對(duì)試驗(yàn)設(shè)備和被試變壓器進(jìn)行了相應(yīng)的整改措施，并進(jìn)行了復(fù)試，最終驗(yàn)證了整改措施的有效性。針對(duì)本次試驗(yàn)中出現(xiàn)的故障，更換試驗(yàn)變壓器YD-25/150，更換新的高壓繞組，修復(fù)絕緣缺陷，更換燒毀的毫安表mA、短路刀閘K和高壓數(shù)顯電壓表V，并檢查其他試驗(yàn)設(shè)備，確保所有設(shè)備處于良好工作狀態(tài)。對(duì)整個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保所有接地線連接牢固、接地電阻符合要求，對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)，確保接地系統(tǒng)安全和可靠。

經(jīng)過(guò)上述整改措施后，對(duì)SF9-10000/35變壓器進(jìn)行了復(fù)試，并對(duì)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了功能測(cè)試。復(fù)試結(jié)果如表1和表2所示。

復(fù)試結(jié)果表明，SF9-10000/35變壓器交流耐壓試驗(yàn)結(jié)果合格，試驗(yàn)設(shè)備功能正常，本次整改措施有效。通過(guò)本次故障分析和整改，吸取了寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并進(jìn)一步完善了試驗(yàn)操作規(guī)程，提高了試驗(yàn)人員的安全意識(shí)，有效提高了高壓試驗(yàn)的安全性和可靠性。

5結(jié)語(yǔ)

本文分析了35kV變壓器交流耐壓試驗(yàn)中發(fā)生的故障，主要原因?yàn)樵囼?yàn)設(shè)備內(nèi)部絕緣損壞和接地線脫落導(dǎo)致的過(guò)電壓。通過(guò)制訂并驗(yàn)證有效的整改措施，確保了變壓器運(yùn)行安全。為避免類似事故的出現(xiàn)，需嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，做好安全防護(hù)措施，并加強(qiáng)試驗(yàn)設(shè)備維護(hù)和檢修，定期檢查設(shè)備狀態(tài)。此外，提升試驗(yàn)人員安全意識(shí)和操作技能至關(guān)重要。

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