劉芬芬

(南京供電公司，江蘇南京 210013)

電力變壓器是電力系統(tǒng)中主要設(shè)備之一，它的正常運(yùn)行是電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保障。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)行部門的要求，運(yùn)行中變壓器鐵芯必須有一點(diǎn)可靠接地。若沒有接地點(diǎn)，則鐵芯對(duì)地的懸浮電壓，將會(huì)造成鐵芯對(duì)地?cái)嗬m(xù)性擊穿放電，鐵芯一點(diǎn)接地后消除了形成鐵芯懸浮電位的可能。但當(dāng)鐵芯出現(xiàn)兩點(diǎn)及以上接地時(shí)，鐵芯間的不均勻電位就會(huì)在接地點(diǎn)之間形成環(huán)流，并造成鐵芯多點(diǎn)接地發(fā)熱故障[1]。變壓器的鐵芯接地故障會(huì)造成鐵芯局部過熱，嚴(yán)重時(shí)鐵芯局部溫升增加，輕瓦斯動(dòng)作，甚至?xí)斐芍赝咚箘?dòng)作而跳閘的事故。有關(guān)資料表明，因鐵芯問題造成的各種故障比例占變壓器各類故障的第三位。文中介紹一起南京某變電站1號(hào)主變鐵芯接地故障，并提出診斷分析和處理方法。

1鐵芯多點(diǎn)接地的診斷

該變壓器為常州變壓器廠制造，型號(hào)為SFSLZB-31500/110,容量 31500 kVA，額定電壓 110 kV/38 kV/11 kV，冷卻方式為ONAN/ONAF，空載電流0.13%，空載損耗21.9 kW。1998年9月27日投入運(yùn)行，2006年9月30日對(duì)該主變進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，該主變鐵芯對(duì)地絕緣電阻為0，其他電氣試驗(yàn)均合格。該變壓器絕緣油氣相色譜數(shù)據(jù)也在合格范圍內(nèi)，其原因可能是因?yàn)楣收闲纬傻臅r(shí)間較短，能量小，氣相色譜分析未有所反映。由此可以判斷該變壓器鐵芯接地現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間不長，該故障很可能是由于變壓器內(nèi)部油泥或懸浮于油中的雜質(zhì)在電磁場(chǎng)作用下形成了導(dǎo)電小橋，從而導(dǎo)致鐵芯多點(diǎn)接地故障的發(fā)生。

2鐵芯多點(diǎn)接地故障的處理

發(fā)現(xiàn)該變壓器鐵芯存在多點(diǎn)接地故障后，為了保證變壓器安全運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)停電吊罩檢查和處理，但系統(tǒng)運(yùn)行方式暫不允許長時(shí)間停電，因此確定采用電容器放電沖擊法來處理，其故障接線如圖1所示。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，用2 500 V絕緣搖表對(duì)6臺(tái)10 kV電容器組（電容量為2 μF）充電，然后對(duì)變壓器鐵芯接地點(diǎn)放電，利用積聚的電能沖擊變壓器鐵芯接地點(diǎn)。此時(shí)變壓器四周要有專人分布在各個(gè)可疑點(diǎn)處，仔細(xì)傾聽變壓器內(nèi)部有無異常響聲。當(dāng)電容器放電時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員聽到變壓器內(nèi)部有“啪”的放電聲，第一次放電后，用500 V兆歐表測(cè)得的絕緣電阻為100 MΩ，第二次放電后測(cè)得的絕緣電阻值為300 MΩ，連續(xù)5次沖擊后，鐵芯的絕緣電阻上升到1 000 MΩ，證明該變壓器的多點(diǎn)接地故障已處理好。

圖1電容器放電沖擊法處理故障接線

該變壓器經(jīng)過處理，試驗(yàn)合格。投運(yùn)后，為防止鐵芯接地絕緣電阻再次發(fā)生變化，定期進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)，在運(yùn)行中用鉗形電流表測(cè)量鐵芯外引接地電流，電流在0.1 A以下，并對(duì)絕緣油進(jìn)行氣相色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析跟蹤，未見異常，處理前后變壓器絕緣油氣相色譜數(shù)據(jù)如表1所示。結(jié)果表明，其絕緣電阻無明顯變化，說明變壓器可以正常運(yùn)行。

3鐵芯多點(diǎn)接地故障探討

鐵芯多點(diǎn)接地后，在鐵芯中將流過一定數(shù)值的電流。雖然有的故障電流不會(huì)太大，但在流過故障點(diǎn)狹小部位時(shí)仍會(huì)使鐵心發(fā)熱甚至熔化，鐵芯的局部過熱會(huì)使相鄰硅鋼片間漆膜燒壞，引起硅鋼片間局部短路。這樣，故障點(diǎn)逐步擴(kuò)大，故障電流逐漸上升，甚至可能發(fā)展到不得不更換故障點(diǎn)硅鋼片的嚴(yán)重地步。所以發(fā)生鐵芯多點(diǎn)接地應(yīng)及時(shí)處理。

表1處理前后該變壓器絕緣油氣相色譜數(shù)據(jù) μL/L

（1）發(fā)現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地故障時(shí)，可采用氣相色譜法和監(jiān)視接地電流跟蹤監(jiān)測(cè)。

（2）在變壓器鐵芯接地回路串接限流電阻作為應(yīng)急措施是可行的。應(yīng)該注意的是，所串電阻的大小要適宜，同時(shí)可并入避雷器，防止所串電阻因熱容量不夠燒毀導(dǎo)致鐵芯接地回路開路，鐵芯失去正常接地[2]。

（3）如采用電容放電法，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，可用絕緣搖表對(duì)電容器組充電，然后對(duì)變壓器鐵芯接地點(diǎn)放電。此法簡單易行，試驗(yàn)設(shè)備方便準(zhǔn)備，處理成功率較高。

（4）從變壓器運(yùn)行中鐵芯接地故障分析來看，大多為箱底不清潔或有金屬異物所致，作為檢修部門應(yīng)嚴(yán)把投運(yùn)前的吊芯檢查關(guān)。

4結(jié)束語

變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障作為一種常見的變壓器故障，為預(yù)防其發(fā)生，還需利用油試驗(yàn)、直流電阻試驗(yàn)、繞組連同套管的直流電阻測(cè)量、鐵芯絕緣電阻測(cè)量、繞組連同套管的吸收比或極化指數(shù)測(cè)量、繞組絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)及電容量測(cè)量、單相低電壓短路阻抗測(cè)量、變壓器有載分接開關(guān)檢查等預(yù)防性試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)其絕緣狀況進(jìn)行綜合評(píng)判，以預(yù)防該類型故障的發(fā)生。

[1]江蘇電力試驗(yàn)研究院.電氣試驗(yàn)技能培訓(xùn)教材[M].北京：中國電力出版社，1998.

[2]游榮文.高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)[M].北京：國家電力公司電氣教育出版社，2003.