一起變壓器鐵芯接地故障的分析及處理

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)中主要設備之一，它的正常運行是電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的重要保障。根據(jù)國家標準及運行部門的要求，運行中變壓器鐵芯必須有一點可靠接地。若沒有接地點，則鐵芯對地的懸浮電壓，將會造成鐵芯對地斷續(xù)性擊穿放電，鐵芯一點接地后消除了形成鐵芯懸浮電位的可能。但當鐵芯出現(xiàn)兩點及以上接地時，鐵芯間的不均勻電位就會在接地點之間形成環(huán)流，并造成鐵芯多點接地發(fā)熱故障[1]。變壓器的鐵芯接地故障會造成鐵芯局部過熱，嚴重時鐵芯局部溫升增加，輕瓦斯動作，甚至會造成重瓦斯動作而跳閘的事故。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鐵芯多點接地的診斷

該變壓器為常州變壓器廠制造，型號為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日投入運行，2006年9月30日對該主變進行預防性試驗時發(fā)現(xiàn)，該主變鐵芯對地絕緣電阻為0，其他電氣試驗均合格。該變壓器絕緣油氣相色譜數(shù)據(jù)也在合格范圍內(nèi)，其原因可能是因為故障形成的時間較短，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)在電磁場作用下形成了導電小橋，從而導致鐵芯多點接地故障的發(fā)生。

2鐵芯多點接地故障的處理

發(fā)現(xiàn)該變壓器鐵芯存在多點接地故障后，為了保證變壓器安全運行，應當停電吊罩檢查和處理，但系統(tǒng)運行方式暫不允許長時間停電，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)場條件，用2 500 V絕緣搖表對6臺10 kV電容器組（電容量為2 μF）充電，然后對變壓器鐵芯接地點放電，利用積聚的電能沖擊變壓器鐵芯接地點。此時變壓器四周要有專人分布在各個可疑點處，仔細傾聽變壓器內(nèi)部有無異常響聲。當電容器放電時，現(xiàn)場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兆歐表測得的絕緣電阻為100 MΩ，第二次放電后測得的絕緣電阻值為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，試驗合格。投運后，為防止鐵芯接地絕緣電阻再次發(fā)生變化，定期進行跟蹤試驗，在運行中用鉗形電流表測量鐵芯外引接地電流，電流在0.1 A以下，并對絕緣油進行氣相色譜試驗數(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行。

3鐵芯多點接地故障探討

鐵芯多點接地后，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太大，但在流過故障點狹小部位時仍會使鐵心發(fā)熱甚至熔化，鐵芯的局部過熱會使相鄰硅鋼片間漆膜燒壞，引起硅鋼片間局部短路。這樣，故障點逐步擴大，故障電流逐漸上升，甚至可能發(fā)展到不得不更換故障點硅鋼片的嚴重地步。所以發(fā)生鐵芯多點接地應及時處理。

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)鐵芯多點接地故障時，可采用氣相色譜法和監(jiān)視接地電流跟蹤監(jiān)測。

（2）在變壓器鐵芯接地回路串接限流電阻作為應急措施是可行的。應該注意的是，所串電阻的大小要適宜，同時可并入避雷器，防止所串電阻因熱容量不夠燒毀導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)場條件，可用絕緣搖表對電容器組充電，然后對變壓器鐵芯接地點放電。此法簡單易行，試驗設備方便準備，處理成功率較高。

（4）從變壓器運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，作為檢修部門應嚴把投運前的吊芯檢查關(guān)。

4結(jié)束語

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

[1]江蘇電力試驗研究院.電氣試驗技能培訓教材[M].北京：中國電力出版社，1998.

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