嶺東變1#主變鐵芯接地情況分析

黑龍江省鶴崗市誠基水電熱力有限責任公司 陶憲常

電力變壓器是變電所的主要設備之一，既可以升高電壓，把電能送到用電地區；又可以把電壓降低為各級設備使用的額定電壓，滿足用戶用電的需要。電力變壓器的穩定、安全運行是電力系統正常運行的保證。本文，筆者分析了嶺東變1#主變鐵芯接地故障情況，并提出了安全有效的防范措施，對于類似問題的解決具有一定的借鑒意義。

一、變壓器鐵芯作用及結構

鐵芯是變壓器最基本的組成部件，用于構成變壓器的閉合磁路，變壓器的一、二次繞組在其上。鐵芯從形式上分為內鐵式（變壓器的一次、二次線圈圍住鐵芯柱）和外鐵式（鐵芯柱圍住變壓器的一次、二次線圈）兩種，由鐵芯柱和鐵軛組成。為減少磁滯損耗和渦流損耗，變壓器鐵芯多采用0.35～0.5 mm的硅鋼片疊成，為防止直接短路，硅鋼片兩面均涂有較薄的絕緣漆。為防止因電磁感應在鐵芯上產生懸浮電位，鐵芯在運行中必須接地，但必須避免兩點接地情況。為便于檢查接地情況，大、中型變壓器常將鐵芯及夾件接地經接地套管引至變壓器外。

二、變壓器投運前狀況

嶺東變1#主變壓器容量為12 500 kV·A，由江西變電設備有限公司2010年9月生產，型號為S9-12500/35，電壓為（35±3）×2.5%/10.5 kV，接線組別為 Yd11，2010年10月到貨。高壓段2009年11月2日做了交接試驗，當時氣溫-10℃，測得鐵芯對地絕緣電阻為100 000 MΩ，試驗后一直未運行，在其他變電所閑置。于2010年10月運往嶺東變，2011年10月19日空載運行。

三、變壓器試驗情況

1.2011年6月4日預防性試驗情況。2011年6月4日高壓試驗班對此變壓器做了預防性試驗，當時氣溫26℃，測得鐵芯對地絕緣電阻為25 000 MΩ。

2.2012年7月1日預防性試驗情況。2012年7月1日高壓試驗班對此變壓器做了預防性試驗，當時油溫41℃，測得鐵芯對地絕緣電阻為10 MΩ.。

3.2012年10月23日復試情況。2012年10月23日高壓試驗班對此變壓器進行了復試，當時油溫6℃，測得鐵芯對地絕緣電阻為0 MΩ。

四、測量鐵芯對地電壓及電流情況

2012年11月1日，高壓試驗班將鐵芯外引接地打開，并串接1 個50 mA 的電流表。先用空氣開關將電流表短接，待變壓器空載運行幾分鐘后，將空氣開關斷開后，測得鐵芯對地電流值為0。然后合上空氣開關，取下電流表，再切開空氣開關，用7.5 V 電壓表測得鐵芯對地電壓值為0。然后合上空氣開關，將變壓器由運行轉為冷備用，并拆除儀表和空氣開關，用500型萬用表10k 檔測得鐵芯對地電阻為∞，再用2 500 V 兆歐表測量鐵芯對地絕緣電阻仍為0 MΩ，同時聽到變壓器內有放電聲，隨后再用500 型萬用表10k 檔測量鐵芯對地電阻，對地電阻為500 000Ω。

五、原因分析

兆歐表和500 型萬用表反復測量的結果表明，該變壓器鐵芯對地絕緣（紙板）在變壓器1年的運行過程中，鐵芯始終處于振動狀態，初步判斷固定不銹鋼板與鐵芯絕緣的紙板的螺桿存在設計缺陷，從而將紙板損壞。從2011年10月23日和11月1日兩次試驗看，此變壓器鐵芯絕緣紙板已接近擊穿狀態。

六、鐵芯接地運行注意事項及采取措施

運行變壓器鐵芯接地電阻每年應測試一次，鐵芯接地電阻值不應小于100 MΩ。

當鐵芯多點接地而接地電流較大時，運行人員應加強巡視，進行停電檢修處理。在缺陷消除前，可采取變壓器鐵芯接地在線監測裝置，該裝置集信號采集、計算、分析、存儲、過電流限流于一體，具有方便快捷的優點?？紤]到變電站內電氣設備繁多，信號間互相干擾較多，設計采取了直接將裝置安裝在變壓器附近的獨立式監測結構，整個系統由上位機和下位機構成，將電流限制在100 mA 左右，并加強監視。當裝置流過的接地電流大于100 mA 時，裝置會自動報警并啟動限流元件，將接地電流控制在100 mA 以下。變壓器鐵芯接地在線監測裝置結構如圖1所示。

圖1 變壓器鐵芯接地在線監測裝置結構

礦井供電變電所電力變壓器的不安全運行會給電力系統帶來極大的威脅，一旦電力設備故障或損壞，將嚴重威脅礦井的生產安全，危及工作人員的人身安全。為保證電力系統的安全運行，運行、檢修、維護人員要嚴格按照有關規定對設備進行定期檢修、定期試驗，采取有效的安全措施和先進的技術手段，確保設備在完好狀態下運行，以保證電力系統的穩定運行。