電力變壓器鐵芯多點(diǎn)接地診斷技術(shù)及應(yīng)用

高世偉

摘 要：變壓器是變電站運(yùn)行過(guò)程中非常重要的設(shè)備，在其正常運(yùn)行的過(guò)程中，要求其鐵芯有且僅有一點(diǎn)接地才能保證其正常工作，一旦其運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)鐵芯的多點(diǎn)接地，會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的故障，導(dǎo)致變壓器不能正常工作的同時(shí)，還會(huì)引發(fā)非常嚴(yán)重的電路故障，對(duì)其接地故障進(jìn)行有效的診斷與處理非常重要，文章就結(jié)合相關(guān)實(shí)例，對(duì)其多點(diǎn)接地故障診斷技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析研究。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；鐵芯多點(diǎn)接地；故障診斷技術(shù)；應(yīng)用實(shí)例

在電力系統(tǒng)中的變壓器正常工作的過(guò)程中，如果出現(xiàn)多點(diǎn)接地故障，會(huì)形成較大的短路電流，對(duì)整個(gè)變壓器系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生嚴(yán)重影響，同時(shí)還有可能會(huì)引發(fā)相關(guān)的安全事故，造成非常嚴(yán)重的后果，并且該種故障還是變壓器運(yùn)行故障中發(fā)生率比較高的故障，應(yīng)用有效的故障診斷方法，降低變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的發(fā)生率，保證其運(yùn)行安全是非常必要的，文章就針對(duì)此予以簡(jiǎn)單分析。

1 變壓器鐵芯接地方式的簡(jiǎn)單介紹

為了確保鐵芯一點(diǎn)接地，對(duì)鐵芯間無(wú)油道的變壓器，其鐵芯接地方式一般常見(jiàn)的有四種：（1）采用接地套管時(shí)，鐵芯經(jīng)接地片至上夾件與接地套管連接接地。（2）當(dāng)上下夾件間絕緣時(shí)，在上下鐵軛的對(duì)稱位置上各插以接地銅片連接夾件，由上夾件經(jīng)鐵芯片至下夾件再接地。要求接地片位置對(duì)稱的目的，是為了避免鐵芯兩點(diǎn)接地。（3）上下夾件間不絕緣，接地銅片從下夾件經(jīng)地腳螺絲接地。（4）當(dāng)上下夾件間有拉桿或拉板且不絕緣時(shí)，接地銅片連接到上夾件上，再由上夾件經(jīng)螺桿接地。

2 變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的類型及產(chǎn)生原因

變壓器鐵芯接地故障中的常見(jiàn)類型：（1）潛油泵軸承磨損，產(chǎn)生金屬粉末，形成橋路。造成箱底與鐵軛多點(diǎn)接地。（2）鐵芯絕緣受潮或損傷，導(dǎo)致鐵芯高阻多點(diǎn)接地。（3）穿芯螺栓鋼座套過(guò)長(zhǎng)與硅鋼片短接。（4）安裝時(shí)疏忽使鐵芯碰殼，碰夾件。

導(dǎo)致變壓器鐵芯接地故障的主要原因有：（1）由遺落在主變內(nèi)的金屬異物和鐵芯工藝不良產(chǎn)生毛刺，鐵銹與焊渣等因素引起接地。（2）由于附件引起的多點(diǎn)接地。（3）接地片因加工工藝和設(shè)計(jì)不良造成短路。

3 變壓器鐵芯多點(diǎn)接地診斷技術(shù)

3.1 鐵芯接地電流的檢測(cè)方法

按DL596-96《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中表5第8項(xiàng)規(guī)定“運(yùn)行中鐵芯接地電流一般不應(yīng)大于0.1A”?？墒褂酶呔冗x頻鉗形電流表，采用電測(cè)法，在不改變?cè)O(shè)備接線的情況下，在變壓器鐵芯接地引出線處直接測(cè)量運(yùn)行狀態(tài)下接地電流值。

3.2 鐵芯絕緣電阻的檢測(cè)方法

按DL596-96《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中表5第8項(xiàng)規(guī)定“采用2500V兆歐表，測(cè)量其鐵芯的絕緣電阻。”其標(biāo)準(zhǔn)為：“變壓器鐵芯的絕緣電阻應(yīng)大于10000MΩ；與以前測(cè)試結(jié)果相比無(wú)顯著差別?！贝藴y(cè)量方法，是在停電后進(jìn)行測(cè)量，此方法適用于投運(yùn)前、大修后。

3.3 其他故障診斷方法

用電測(cè)法判斷故障方法：在停電后進(jìn)行診斷性試驗(yàn)的方法一般有兩種，其一為直流法，將鐵芯與夾件的連接片斷開(kāi)，在鐵軛與兩側(cè)的硅鋼片上通入6V左右的直流電流，后用直流電壓表依次測(cè)量各級(jí)硅鋼片間電壓，當(dāng)被測(cè)處電壓為零或表計(jì)指針?lè)聪驎r(shí)，該處位置為故障接地點(diǎn)。其二為交流法，將鐵芯與夾件的連接片斷開(kāi)，再將變壓器低壓繞組接入220VAC交流電壓，此時(shí)變壓器鐵芯中便有磁通存在，如果有多點(diǎn)接地故障時(shí)，用毫安表測(cè)量會(huì)測(cè)得電流，用毫安表沿鐵軛各級(jí)依次逐點(diǎn)測(cè)量，當(dāng)毫安表在電流為零時(shí)，該處位置為故障接地點(diǎn)。以上這兩種方法均可檢測(cè)出變壓器鐵芯多點(diǎn)接地的故障位置，可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

用絕緣油試驗(yàn)綜合分析法：依據(jù)運(yùn)行、試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，一般當(dāng)方生變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障時(shí)，變壓器絕緣油色譜分析數(shù)據(jù)結(jié)果有以下特點(diǎn)：（1）總烴含量較高，超過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定150ppm的注意值。（2）總烴產(chǎn)氣速率超過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定注意值范圍，其中乙烯的產(chǎn)氣速率上升較快。（3）用IEC三比法，特征氣體的比值編碼一般為0、2、2。（4）甲烷及烯烴組分很高，而一氧化碳?xì)怏w變化甚少或正常時(shí)，有裸金屬過(guò)熱現(xiàn)象等。

4 相關(guān)實(shí)例分析

某公司試驗(yàn)人員于2012年12月1日在對(duì)某110kV變電站#1主變壓器鐵芯電流進(jìn)行帶電測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)鐵芯接地電流為2.93A，測(cè)量所用儀器為西安佳源技術(shù)公司生產(chǎn)的JBT變壓器鐵芯電流測(cè)量?jī)x，并觀察變壓器運(yùn)行溫度升高。次日立即對(duì)該變壓器鐵芯絕緣電阻進(jìn)行了測(cè)試，使用1000V兆歐表進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)鐵芯絕緣電阻為3.6MΩ，初步判定該變壓器鐵芯存在多點(diǎn)接地故障。

在其故障診斷工作中，發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯的接地電流值超出了相關(guān)的規(guī)范要求，于是對(duì)其實(shí)施了絕緣油色譜試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，其油色譜的測(cè)試數(shù)據(jù)都為正常值，同時(shí)對(duì)該變壓器過(guò)去的運(yùn)行狀況進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，發(fā)現(xiàn)其并沒(méi)有發(fā)生過(guò)故障，也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)惡劣的運(yùn)行狀況，在幾天前的隔膜式油枕改造工作中，進(jìn)行了抽真空注油，并且注油過(guò)程中選擇的注油位置是下部放油閥處，由此大致判斷出注油操作的過(guò)程中，由于其底部雜質(zhì)沒(méi)有得到有效的清洗，導(dǎo)致在在油流的作用之下沉積至變壓器的底部鐵芯或者是相關(guān)的夾件中，這會(huì)導(dǎo)致橋接支路的形成，導(dǎo)致鐵芯出現(xiàn)接地故障。

要有效的消除此類故障，常用的兩種方法有：電容器充電消除與電焊機(jī)消除兩種，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，發(fā)現(xiàn)該接地故障中具有一定的阻值，由此判斷其橋接雜質(zhì)的量比較小，因此采用電容器充放電的方法來(lái)進(jìn)行故障消除，具體的操作方法為：在打開(kāi)該主變鐵芯接地與接地網(wǎng)連線后，現(xiàn)場(chǎng)選用約35μF、交流1.68kV的電容器，用2500V可調(diào)式數(shù)字兆歐表進(jìn)行充電，充到2000V以上后，迅速斷開(kāi)兆歐表，并快速接至變壓器鐵芯接地引出端，聽(tīng)到一聲清脆的放電聲即完成放電沖擊，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)人員聽(tīng)到變壓器內(nèi)部（有載分接開(kāi)關(guān)附近）有明顯沖擊聲。沖擊后測(cè)量鐵芯對(duì)地絕緣電阻為30000MΩ（1000V），除了該故障，取得了預(yù)期效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

在變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的診斷與處理工作中，要依據(jù)變壓器運(yùn)行情況、近期檢修情況進(jìn)行變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障類型的判定，因地制宜的采取電容器充電-放電法消除故障。

參考文獻(xiàn)

[1]楊雪蘭，鄭建志.淺談電力變壓器鐵芯多點(diǎn)接地診斷技術(shù)及應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2014（3）.

[2]郝麗娟，薛海軍.電力變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障分析及處理[J].內(nèi)蒙古石油化工，2013（9）.