配電變壓器燒損的故障原因分析與防范

本文針對烏魯木齊市供電公司發(fā)生的一起10kV配變燒損故障進行了原因分析，并提出了針對性防范措施，提升了配網(wǎng)運檢工作質(zhì)量。

2016年7月22日烏魯木齊供電公司一臺為重要負荷供電的變壓器發(fā)生燒損故障，而且通過配電自動化系統(tǒng)對該線路分支進行遙控操作失敗，本文對此故障進行分析。

運行情況

事故當日最高氣溫為34℃，通過查詢用電信息采集系統(tǒng)故障時負荷為280.35kW，電壓為228V，低壓側(cè)負荷最大相電流492.5A，配變、電纜的型號參數(shù)如下表所示：

配變損毀情況

事故發(fā)生后，運檢人員對配變、低壓綜合配電箱、構(gòu)架檢查發(fā)現(xiàn)：配變上表面布滿油污、灼燒痕跡，10kV、400V套管炸裂，A、B兩相10kV高壓繞組引線熔斷，C相引線與導(dǎo)電桿連接良好。10kV高壓引線、400V電纜均已燒毀。在配變下部的低壓綜合配電箱僅剩箱殼的石棉部分，以及刀閘、電流互感器的金屬部分，其余部件等均已燒毀。

正常運行變壓器照片

燒毀后現(xiàn)場照片

試驗檢查

試驗檢測

在發(fā)生故障后，對該配變部分損毀絕緣支撐件修復(fù)后進行絕緣試驗，試驗項目有：變壓器絕緣電阻測試、繞組變比測試、繞組直流電阻測試。

高壓繞組對低壓繞組及地的絕緣電阻為150MΩ，低壓繞組對高壓繞組及地的絕緣電阻為90MΩ，均小于2000MΩ，絕緣電阻測試不合格。其不合格的原因是在消防過程中主要用水滅火，大量的水進入變壓器內(nèi)部，使其絕緣電阻大幅下降。

變比測試結(jié)果，最大的誤差為0.06%，小于0.5%，且連接組別與銘牌一致，測試合格。

直流電阻測試結(jié)果為：高壓側(cè)線間直阻最大差值為平均值的0.74%，小于2%；低壓側(cè)各相直阻的最大差值為平均值的3.5%，小于4%，變壓器高低壓側(cè)直阻測試合格。

變壓器油的色譜分析結(jié)果中，乙炔的含量很低，為0.54μL/L，說明變壓器內(nèi)部無電弧性放電故障。

通過上述試驗得出變壓器內(nèi)部沒有發(fā)生故障，無匝間短路，無電弧性放電。

3.2吊罩檢查

對該臺變壓器在新疆新特順電氣公司進行吊罩檢查，變壓器芯體的檢查結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常。變壓器高低壓繞組正常，絕緣材料表面無變色，鐵芯、夾件正常，各金屬連接部位良好，無灼燒熔化痕跡。

吊罩檢查照片

事故原因分析

導(dǎo)致配變燒損的故障原因可能有變壓器內(nèi)部絕緣擊穿放電起火、變壓器過負荷發(fā)熱導(dǎo)致起火、配變電纜爆炸起火、異物搭掛放電導(dǎo)致起火等原因，應(yīng)用排除法對本次燒損原因進行分析。

根據(jù)配變試驗檢測及吊罩結(jié)果，排除變壓器內(nèi)部故障導(dǎo)致起火；

故障時負荷為280kW，該配變?nèi)萘繛?00kVA，配變負載率為70%，不存在過負荷問題；

該臺區(qū)的配電箱的低壓進線電纜為VLV-3×240+1×180，按照2016版國網(wǎng)公司配電網(wǎng)典型設(shè)計，240mm2截面電纜的空氣中允許持續(xù)載流量為378A，而該臺區(qū)故障時單相最大電流為492.5A，由此判斷為低壓電纜過負荷導(dǎo)致。

由此推斷此次故障的發(fā)展過程可能為：

首先低壓電纜持續(xù)過負荷導(dǎo)致電纜本體、配電箱內(nèi)部接頭以及與變壓器低壓側(cè)連接部分持續(xù)嚴重發(fā)熱，然后引起連接部位附近電纜外皮等可燃物冒煙、起火，同時變壓器低壓側(cè)樁頭發(fā)熱導(dǎo)致絕緣護套脫落、瓷柱炸裂，接下來低壓線路對外殼放電引起變壓器油著火。

隨著配電箱內(nèi)火勢擴大，使配電箱內(nèi)產(chǎn)生大量含碳的煙，當煙上升至變壓器10kV套管處時，空氣絕緣受到破壞，在10kV側(cè)處發(fā)生相間短路，并產(chǎn)生電弧。短路電弧的能量使套管發(fā)生爆裂、變壓器噴油、引線燒融并產(chǎn)生金屬蒸汽附著在套管內(nèi)壁，同時噴出的油遇電弧燃燒，變壓器起火。之后變壓器油流到下方的配電箱內(nèi)，在油的作用下，加劇了配電箱的燃燒。

變壓器燃燒火焰將處于變壓器上方的通信光纜燒斷，使得配電自動化系統(tǒng)的“遙控”操作無效。隨后，由于發(fā)生相間間歇性短路，導(dǎo)致健康變10kV康設(shè)線出口斷路器動作，并重合閘動作成功。

暴露問題及防范措施

本次故障暴露出低壓配電箱運維不到位，未能及時發(fā)現(xiàn)電纜過載及過熱，其次配網(wǎng)自動化光纖被燒斷，單通道中斷，導(dǎo)致遙控失敗。因此，提出以下針對性措施：

（1）加強設(shè)備運維管理。制定巡檢計劃，定期對設(shè)備進行巡視檢查，尤其對負載率超過80%的臺變重點開展測溫檢測，對于重要供電用戶的設(shè)備進行特巡特護，重點檢查電氣連接部分是否牢固、溫升是否異常，對發(fā)現(xiàn)的發(fā)熱等異常缺陷要及時安排消缺處理。

（2）加快臺區(qū)標準化改造。對重要用戶、電力通道范圍內(nèi)樹線矛盾突出、污穢嚴重、存在安全隱患的區(qū)域重點進行檢查，并對電纜截面與配變?nèi)萘坎环呐_區(qū)加快改造建設(shè)，避免類似事故發(fā)生。

（3）對配電自動化區(qū)域開展光纖通道普查，對不滿足自愈雙通道的進行改造，以確保配電自動化遙控操作的可靠性。

結(jié)語

造成該臺變壓器燒毀主要原因是電纜過載發(fā)熱，更深層次的原因是日常運維工作不到位，未能及時發(fā)現(xiàn)和治理隱患，因此，需要不斷提升配電運維、檢修隊伍的技能水平和管理水平，進一步提升配電網(wǎng)的供電可靠性。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.012