羅洪忠

（重慶市電力公司檢修分公司，重慶 400039）

1 概述

變電運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生設(shè)備故障和系統(tǒng)故障，設(shè)備故障可能發(fā)展為系統(tǒng)故障，影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而系統(tǒng)故障又能使某些設(shè)備損壞。因此，變電所一旦發(fā)生故障，運(yùn)行值班人員應(yīng)盡快做出正確的判斷，判斷出發(fā)生故障的設(shè)備、故障的范圍、故障的性質(zhì)以及故障產(chǎn)生的原因，同時及早匯報現(xiàn)場情況，按照調(diào)度命令進(jìn)行處理。而要正確實(shí)施這一過程，離不開對電氣設(shè)備故障的巡視檢查。

在對某500kV變電站2號主變B相油色譜分析中，發(fā)現(xiàn)其總烴超過注意值，且增長迅速，色譜數(shù)據(jù)如表1所示。

該變壓器為1993年5月出廠，2001年2月投運(yùn)，型號為ODFPS-250000/500，電壓組合為(525//(230/±2×2.5%)/35，聯(lián)結(jié)組別：Yna0dll。在2007年2月曾對該變壓器進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，試驗(yàn)合格未發(fā)現(xiàn)異常。

2 故障分析

2.1 油色譜分析

利用三比值法和四比值法對變壓器油色譜進(jìn)行分析，其結(jié)果如表2和表3所示。

表2 三比值法分析

表3 四比值法分析

由表2和表3數(shù)據(jù)可知，產(chǎn)氣速率和總烴均超過注意值，由此可判斷設(shè)備存在潛伏性故障。熱點(diǎn)溫度估算為75l℃。

(1)按三比值法判定為高溫局部過熱故障。CO、CO2增長不明顯，可判斷為裸金屬過熱。故障點(diǎn)可能是由高壓側(cè)開關(guān)接觸不良、低壓側(cè)引線連接處接觸不良引起的電路故障；也可能是磁路故障，即鐵心接地、鐵心局部短路或漏磁環(huán)流。

(2)按四比值法判定為鐵件或油箱出現(xiàn)不平衡電流，即磁路故障。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，四比值法判斷磁路故障有較高的準(zhǔn)確率，可作為判斷依據(jù)。

根據(jù)油色譜數(shù)據(jù)分析，估算主變內(nèi)部存在約785℃左右的高溫的裸金屬過熱故障，鐵心多點(diǎn)接地、漏磁環(huán)流和鐵心局部短路的可能性較大。但也不能安全排除電回路分接開關(guān)或引線接觸不良的故障。

2.2 鐵心接地電流、紅外測溫、負(fù)載情況及電氣試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 鐵心接地電流。近幾個月測量鐵心接地電流最大為2mA，未發(fā)現(xiàn)鐵心多點(diǎn)接地產(chǎn)生環(huán)流現(xiàn)象。

2.2.2 紅外測溫。未發(fā)現(xiàn)明顯的過熱點(diǎn)，可排除漏磁環(huán)流引起油箱發(fā)熱的故障(變壓器油箱屏蔽采用的是鋁板屏蔽)。

2.2.3 負(fù)載情況。為分析故障，將主變35kV側(cè)無功負(fù)載停運(yùn)，降低主變負(fù)載，油色譜分析總烴仍然呈迅速增長趨勢。判斷故障與電回路關(guān)系不大，焦點(diǎn)還是集中在磁回路上。

2.2.4 電氣試驗(yàn)。將主變停運(yùn)，對B相進(jìn)行直流電阻試驗(yàn)和鐵心絕緣試驗(yàn)檢查，試驗(yàn)合格，未發(fā)現(xiàn)異常，可以排除電回路故障及鐵心多點(diǎn)接地故障。

2.3 綜合分析

根據(jù)各方面檢測結(jié)果綜合分析，排除不可能的因素后，主變故障原因判斷定位為：鐵心局部短路產(chǎn)生環(huán)流發(fā)熱或漏磁過大引起變壓器內(nèi)部金屬件渦流發(fā)熱。

3 檢查情況

根據(jù)對變壓器故障原因的分析，故障點(diǎn)在鐵心內(nèi)部或金屬件上，現(xiàn)場不易檢查處理，因此決定直接將變壓器返廠檢修處理。變壓器在廠內(nèi)吊罩檢查情況如下：

3.1 鐵心采用并聯(lián)接地，并聯(lián)接地引線插人鐵心的銅片有一片燒斷，旁邊一片有高溫過熱燒黑變色現(xiàn)象。在拆下鐵心接地引線后，對鐵心各級間絕緣檢查，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)處的兩極鐵心 (兩極間為6mm厚的絕緣撐條形成的絕緣油道)的絕緣為零。鐵心解體檢查發(fā)現(xiàn)：故障的兩極鐵心問硅鋼片有過熱變色現(xiàn)象；其中一極鐵心靠油道側(cè)中間的硅鋼片邊角翹起，有過熱燒傷現(xiàn)象。

圖1 鐵心并聯(lián)接地

500 kV大容量變壓器鐵心較厚，由于散熱和絕緣的問題，鐵心內(nèi)部必須設(shè)置若干個油道和絕緣紙板，從而將鐵心分成若干個部分。鐵心各部分的接地方式一般有并聯(lián)接地和串聯(lián)接地兩種，此變壓器采用的是并聯(lián)接地方式(如圖1所示)，在每個鐵心部分的中心部位各引出一塊接地銅皮，并聯(lián)接到鐵心引出線上。

鐵心絕緣油道處的硅鋼片在疊片過程中，接縫和邊緣處很容易產(chǎn)生變形和翹起形成油道間短路。并聯(lián)接地方式若任一絕緣油道間發(fā)生短路，如圖1陰影部分所示abed間形成短路環(huán)，造成鐵心局部短路產(chǎn)生環(huán)流。由于接地銅皮插在鐵心的中心，所以短路包圍的鐵心面積很大，磁通很多，容易產(chǎn)生較大的短路循環(huán)電流，使短路包圍部分硅鋼片和接地銅皮過熱，最終將最薄弱的接地銅皮燒斷。

3.2 上、下夾件靠繞組側(cè)邊緣有過熱變色現(xiàn)象。大容量變壓器產(chǎn)生較大的漏磁，繞組端部是漏磁通最為密集的部位，密集的漏磁通穿過上、下夾件的邊緣，產(chǎn)生渦流，造成上、下夾件靠繞組側(cè)邊緣過熱變色。鐵心拉板因采用不導(dǎo)磁鋼板，且進(jìn)行了開槽處理，未發(fā)現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。

4 處理措施

4.1 針對鐵心絕緣油道短路燒斷接地銅皮的情況，將鐵心接地方式改為串聯(lián)接地方式，接地銅皮每側(cè)只插入三張硅鋼片，即使油道短路，所包圍的鐵心面積很小，不會產(chǎn)生很大的環(huán)流。同時鐵心重新疊片，更換了燒壞的硅鋼片，重新布置油道，在絕緣撐條下增加了一層絕緣紙板，有效防止油道中部硅鋼片疊片邊角翹起將油道短路。

4.2 針對上、下夾件靠繞組側(cè)邊緣因漏磁產(chǎn)生渦流過熱缺陷，更換上、下夾件，新夾件在發(fā)熱的部位開槽，減少漏磁通穿過的面積，切斷渦流路徑。

5 建議與結(jié)論

5.1 廠家對于變壓器鐵心接地采用并聯(lián)接地方式易導(dǎo)致缺陷發(fā)生。建議加強(qiáng)到廠家的監(jiān)造工作，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，以防止類似的缺陷發(fā)生。

5.2 利用色譜法來判斷變壓器內(nèi)部的潛伏性故障比較靈敏有效，使工作人員能及時采取措施，避免事故的發(fā)生，達(dá)到防患于未然的目的。

5.3 四比值法判斷磁路故障有較高的準(zhǔn)確率，可作為分析判斷變壓器故障的依據(jù)。

[1]肖本鋒.大型變電站主變故障的診斷[J].銅業(yè)工程，2011-06-15.