大型變壓器的絕緣事故分析

摘 要：變壓器的電壓越來越高，容量越來越大，所以對大型變壓器額定電壓下的沖擊合閘試驗要格外小心。文章通過對變壓器爆炸事故的分析，細究原因，總結出大型變壓器空載合閘過程中應遵守的基本原則和需要考慮的諸多因素，為保證電網的穩定運行提出了可靠性的建議。

關鍵詞：變壓器；沖擊；事故

1 事故概述

1.1 事故過程

某電廠500kV主變壓器在沖擊合閘的時候，500kV GIS斷路器合閘瞬間，變壓器劇烈晃動，四周冒煙，主變壓器頂部著火，約1分鐘，聽見爆炸聲，火勢覆蓋了整個器身，發變組保護（主變差動、限制性接地、主變重瓦斯、主變壓力釋放閥保護動作跳閘）在合閘瞬間動作跳開GIS斷路器，運行人員確認GIS斷路器跳開后，緊急投入消防，聯系網調斷開對側變電站的斷路器，線路停電。

1.2 事故后的檢查

在事故發生后，檢查發現主變油枕外部的大部分組件已被燒損，變壓器高壓側三相套管損毀嚴重，與GIS連接部件爆炸脫落，高壓B相套管碳化，其上下安裝法蘭之間壁上出現裂縫，瓦斯繼電器的觀察窗破損，低壓側與封閉母線連接處外殼綁扎帶破裂。

對主變壓器排油后，打開高壓B相套管升高座箱壁手孔，發現套管下引線定位錐形件和套管均壓球離開固定位置下沉，套管下引線連接件底部拐彎處斷裂，下引線的支撐件移位，連接變壓器高壓繞組的底部箱壁有明顯的放電現象，箱底散落絕緣墊塊和破碎的絕緣板。由頂部進入變壓器內部檢查發現變壓器本體主繞組目視基本完好。

2 故障原因分析

事故后，調取保護裝置記錄來看，500kV側B相電壓降低（二次側從64V降到17.16V），A相電壓降低（二次側從64V降到42.39V），C相電壓基本正常，零序電壓為73.65V。高壓B相電流激增（約23000A），A相電流（約1100A），C相電流（約1600A），零序電流（中性點二次側）為5.79A。事故主要由高壓側B相對地放電故障導致的，涉及變壓器本體的主要保護（速動油壓、重瓦斯、壓力釋放）在DCS可識別的最短時間內（50ms）全部動作，故障錄波器顯示GIS從合到跳的全部時間86.6ms。

從GIS電流互感器在保護屏的波形記錄（二次側有效值16A）和主變高壓套管電流互感器在故障錄波器的記錄（峰值18.94A）對比來看，故障電流基本穿越這兩組電流互感器，即故障發生在變壓器內部。

從DCS事故記錄來看：10：57：15時，主變差動、限制性接地、主變輕、重瓦斯、主變壓力釋放閥、速動油壓保護動作。

10：57：59：主變油位異常；

10：58：30：壓力釋放閥保護動作；

11：00：40：油溫高報警；

11：00：49：油溫高保護動作；

11：01：29：主變繞組溫度高保護動作。

變壓器油位首先異常，接著壓力釋放閥動作及油位異常報警，然后油溫高報警及保護動作才發生，最后才來繞組溫度高跳閘。這說明先有故障，然后油外泄，著火導致油溫高。

另外，事故發生后，對變壓器本體絕緣油進行色譜分析，乙炔和氫氣含量劇增，根據《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》的三比值法，判斷為高能量電弧放電故障。

為了進一步核實判斷，斷開B相下引線，對變壓器進行了以下測試：測量繞組的直流電阻，測量該分接頭下的電壓比，測量鐵芯的絕緣電阻，測量高、低壓繞組的絕緣電阻的試驗，變壓器各項試驗結果合格，且與交接試驗數據基本一樣，說明變壓器的主絕緣基本完好。

綜上所述，故障點確定在B相高壓套管下引線處，空載沖擊變壓器瞬間，在合閘過電壓的作用下，對外殼放電，在短路電流的作用下，故障擴大，進而對地短路，短路時產生熱量使絕緣油分解產生大量氣體，沖破瓦斯繼電器和B相套管法蘭處，產生爆炸。變壓器油外泄后，引起大火。變壓器B相套管下引線的絕緣，是導致了這起嚴重事故的主要原因。據了解，在現場變壓器安裝過程中，高壓B相套管與GIS相連接時曾受較大外力的作用，可能使高壓B相套管下引線絕緣結構移位。另外，現場在安裝完畢后，只對變壓器進行了交流耐壓試驗，并沒有按照《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》進行局部放電試驗，致使可能被發現的引線絕緣隱患沒有被發現，最終導致事故的發生。

3 結束語

這起變壓器事故給我們的啟示是：應重視變壓器現場的安裝和交接試驗工作，確保設備的安全運行，否則稍有不慎就容易釀成大事故。

參考文獻

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作者簡介：董麗（1973-），女，1996年畢業于哈爾濱理工大學機械專業，工程師。