Z接線站用變壓器宜加強縱絕緣檢測

李飛舟 王 鵬

（宜昌供電公司變電檢修中心，湖北 宜昌 443005）

1 引言

變電站站用電系統(tǒng)是提供變電站繼電保護、照明和操作用的電源系統(tǒng)，在強調主設備安全性的今天，不能忽視了站用變的安全運行。Z（或稱曲折型）接線的干式變壓器在站用電系統(tǒng)中大量采用，帶來了很多好處，但也不能認為先進的產(chǎn)品可以忽視例行的檢驗工作，特別是針對這類產(chǎn)品的特點，要加強其中的試驗項目的檢測工作。本文認為干式變壓器的縱絕緣檢測工作宜在例行試驗中得到加強。

2 站用變損壞事故簡介

2.1 共發(fā)生5起匝間絕緣燒毀事故

（1）3次事故發(fā)生于鑫城變電站

110kV鑫城變電站 10kV系統(tǒng)為雙母線并列運行，1#、2#站用變分別接入兩段母線，10kV僅有鑫行線一條線路與用戶相連。

兩臺站用變均為樹脂型變壓器，采用Z接線，中性點懸空，未配消弧線圈運行。2#站用變在2006年12月10日和2008年2月6日燒毀兩次。1#站用變2009年5月6日燒毀一次。

3次事故發(fā)生前的長時間內(nèi)，10kV系統(tǒng)運行正常，無異常波動。

（2）2次事故發(fā)生于點軍變電站

220kV點軍變電站 35kV系統(tǒng)為雙母線并列運行，1#、2#站用變分別接入兩段母線，35kV僅有點橋線一條線路與橋邊變電站相連。1#站用變投運，2#站用變熱備用，事故時通過備自投系統(tǒng)投入。兩臺站用變均為樹脂型變壓器，采用Z接線，中性點懸空，未配消弧線圈運行。

8月16日，宜昌周邊雷雨天氣，受220kV系統(tǒng)擾動影響，35kV系統(tǒng)出現(xiàn)了過電壓，1#站用變高壓側出現(xiàn)匝間短路現(xiàn)象，站用變高壓側負序過流 I段動作跳閘。從跳閘前的錄波圖上看，A相對地最高電壓約30kV。2#站用變備自投動作，站用電恢復，正常運行到2009年8月17日 17點，2#站用變A相匝間短路。

2.2 幾次事故共同特點

變壓器損壞后，燒損繞組對地絕緣依然能耐受規(guī)定的外施交流電壓。能耐受的感應耐壓不及工作電壓的0.1倍。

使用的都是環(huán)氧樹脂澆注Z接線變壓器；中性點都未接消弧線圈，懸空運行；母線上所接線路只有一條，系統(tǒng)對地電容小。在沒有發(fā)生很強的過電壓；站用變室不通風。

3 Z接線變壓器特點

圖1 Z接線變壓器的接線原理、相量圖

3.1 優(yōu)點

零序阻抗小，利于中性點消弧線圈補償。

Z接線變壓器，將每一相繞組分成兩半，將一相繞組的上一半和另一相繞組的下一半反接串聯(lián)，組成新的一相，再將下半個繞組上部相連引出作為中性點。零序電壓在每個鐵芯柱上產(chǎn)生的激磁磁勢，由于上半繞組和下半繞組極性相反，正好抵消。

3.2 缺點

從相量圖看出，正常運行時，半個繞組承受的不是0.5倍相電壓，而是1/3倍相電壓。同樣材料下，容量只有普通接線變壓器的0.877倍；系統(tǒng)電壓波動，出現(xiàn)零序電壓時，半個繞組的電勢與1/2零序電勢疊加，導致匝間耐受比普通接線變壓器更高的電壓，因此Z接線變壓器縱絕緣對材料要求更高。

4 環(huán)氧樹脂澆注變壓器特點

4.1 優(yōu)點

難燃、阻燃、絕緣性能好

4.2 缺點

澆注過程工藝控制要求非常高，為便于散熱，繞組做成薄絕緣結構，澆注不當，特別是期間真空度控制不當（過高、過低都造成危害），就會在運行過程中造成局部開裂，形成氣隙，造成局部放電。

5 站用變損壞事故的根本原因

上述的5次事故經(jīng)分析查找，都來自變壓器的縱絕緣弱點，由于生產(chǎn)過程中，澆注期間真空度未控制好，變壓器運行后，局部匝間絕緣很快破壞，中長期局部放電，運行過程中或系統(tǒng)擾動過程中，匝間短路燒毀。

6 預防措施

（1）交接試驗時，有條件的單位，宜進行局部放電檢測，局部放電試驗采用感應耐壓，容易發(fā)現(xiàn)縱絕緣問題。

（2）很多試驗人員對于所用變，采用簡單的工頻外施電壓試驗，根本發(fā)現(xiàn)不了縱絕緣的問題。預試特別是投運第二年試驗，進行感應耐壓試驗，能及時發(fā)現(xiàn)缺陷，在絕緣未徹底擊穿前，避免事故發(fā)生。由于Z接線變壓器結構特殊性，單相感應耐壓易出現(xiàn)部分絕緣過高、過低耐受電壓的問題，建議采用三相感應耐壓。由于Z接線變壓器空載損耗小，三相調壓變的容量和隔離變?nèi)萘慷疾恍枰艽螅F(xiàn)場容易實現(xiàn)。

（3）最大發(fā)揮 Z接線變壓器的優(yōu)點，中性點加裝消弧線圈，減少過電壓發(fā)生的次數(shù)、縮短過電壓延續(xù)的時間。

（4）加強室內(nèi)的通風。有些設計人員對于所變室的通風欠缺考慮，甚至幾臺所變在一個房間運行都不設計通風窗。干式變壓器完全依靠空氣對流散熱，室內(nèi)通風裝置很重要。

7 結論

干式變壓器損壞的原因，主要是變壓器本身質量不良造成的。不良工況和室內(nèi)散熱條件是促成事故的重要因素。從進網(wǎng)時就嚴把質量關，是防止事故的主要措施。