二灘水電站主變壓器鐵芯接地電流測試異常分析與處理

姜少斌

(二灘水力發電廠，四川攀枝花 617000)

二灘水電站主變壓器鐵芯接地電流測試異常分析與處理

姜少斌

(二灘水力發電廠，四川攀枝花 617000)

電力變壓器正常運行時，鐵芯必須有一點可靠接地，并應定期用鉗形電流表測量運行中的變壓器鐵芯接地電流，通過接地電流數值的變化，及時發現變壓器潛在的故障，是確保變壓器安全穩定運行的主要檢測手段。但在實際測量中，由于鐵芯接地點位置的不同，導致所測電流數值的差異較大，甚至由于超標而造成誤判。依據二灘電廠主變壓器真實的鐵芯接地電流測量數據，分析了造成測量結果出現差異的原因，提出了改造的處理措施和改造之后的實際效果，可為變壓器鐵芯接地電流數據差異進行分析和故障解決提供參考。

變壓器;接地電流;處理措施;二灘水電站

1 概述

二灘水電站位于雅礱江下游，是我國20世紀末期建成的最大的水電站，共裝6臺機組，單機容量為550MW，總裝機容量為3300MW。其500 kV主變壓器均由日本三菱公司生產，共19臺(一臺備用)，型號為SUW的單相、雙卷、油浸式水冷無載分接升壓殼式變壓器組，主變鐵芯接地點位于主變頂部，鐵芯接地方式采用鐵芯通過絕緣套管引至變壓器外殼本體連接接地。

2 定期檢測主變壓器鐵芯接地電流的意義

《電力變壓器運行規程》規定:變壓器鐵芯的接地電流超過100mA時就要采取處理措施。當變壓器運行時，繞組周圍存在著變化的磁場，由于電磁感應的作用，高低壓繞組之間、低壓繞組與鐵芯之間、鐵芯與變壓器外殼之間均存在寄生電容，帶電繞組會通過寄生電容的耦合作用使鐵芯對地之間產生懸浮電位，由于鐵芯及其他金屬部件與繞組的距離各不相同，使各部件之間也存在電位差，當兩點之間的電位差達到能夠擊穿兩者的絕緣時，便會產生斷續的火花放電，將對變壓器絕緣油和固體絕緣構架產生不良的影響。為了消除這種現象，通常將鐵芯通過絕緣套管引至變壓器外殼并與接地網可靠連接，從而使變壓器鐵芯處于零電位，此時，流過鐵芯接地線中的電流僅為帶電繞組與鐵芯之間的寄生電容電流。當鐵芯接地電流增大時，說明變壓器可能發生了鐵芯多點接地故障。變壓器鐵芯接地故障將造成鐵芯局部過熱;嚴重時，鐵芯局部溫升增加，輕瓦斯動作，將造成重瓦斯動作而導致變壓器跳閘的事故發生，嚴重影響電力安全生產。

但當鐵芯接地電流增大并超過100mA時，還必須對變壓器取油樣進行氣體色譜分析和綜合判斷，如有必要，還需變壓器停電，用鐵芯絕緣電阻值進一步確定鐵芯接地是否發生故障。用鉗形電流表測量鐵芯接地電流值以及油樣色譜分析法均屬于在線監測，無需設備停電，發現問題比較及時。但由于鐵芯測量的地點和油樣色譜分析中的人為因素，有時容易引起誤判斷，因此，準確測量鐵芯接地電流值成為避免誤判斷和及時發現變壓器內部鐵芯接地故障的重要依據之一。

3 二灘水電站變壓器接地電流偏大的原因及采取的處理措施

(1)近年來測量得到的變壓器鐵芯接地電流測量值和油樣色譜分析值。

以#1主變壓器A相為例，鐵芯接地電流測量值見表1。

表1 2011～2014a#1主變A相鐵芯接地電流測量值表

由表1可以看出，近年來#1主變A相鐵芯接地電流測量數值均大于60mA，2012年和2013年首次測量值甚至逼近100mA，當變化角度測量后，2012年鐵芯接地電流值超過100mA。為進一步判斷主變鐵芯是否存在接地故障，我們采用GB/T7252－2001標準(500kV變壓器運行油中，H2與烴類氣體含量的注意值為:H2≥150μL/L;總烴含量≥150μL/L;C2H2≥1μL/L)。對#1主變A相進行了油樣色譜分析，分析結果見表2。

由表2可以看出，#1主變A相變壓器運行油中H2與烴類氣體含量均合格，由此可以判定#1主變A相鐵芯接地正常。

表2 2011～2014a#1主變A相油樣色譜分析值表

(2)主變鐵芯接地電流偏大原因分析。

二灘水電站主變鐵芯接地點設在主變頂部，鐵芯接地方式采用鐵芯通過絕緣套管引至變壓器外殼本體連接接地(圖1)。在測量過程中，若不考慮鉗形電流表自身的缺陷因素，仍然存在以下影響主變鐵芯接地電流測量結果的因素:

①主變頂部交變磁場的影響。當使用鉗形電流表測量主變鐵芯接地電流時，由于鐵芯接地點位于主變高壓側附近，在測量過程中，鉗形電流表容易受到主變頂部交變磁場的影響，使得通過鉗形電流表內部的磁場發生變化，進而導致測量結果產生誤差。

②鉗形電流測量表測量位置的影響。由于主變頂部交變磁場的復雜性，在測量過程中，鉗形電流表放在不同的位置進行測量，便會得到不同的測量結果。

③人為測量因素。當使用鉗形電流表測量主變鐵芯接地電流時，如果鉗形電流表鉗口未能嚙合完整，將導致鉗形電流表內部磁通感應的電流值發生變化;測量過程中，若接地導線未放在鉗口中部，亦將導致測量結果出現偏差。

圖1 原主變鐵芯接地方式圖

圖2 現主變鐵芯接地方式圖

圖3 主變鐵芯與接地網接地圖

(3)針對主變鐵芯接地電流偏大采取的處理措施。

雖然由表2中的#1主變A相油樣色譜分析值可以判定#1主變A相鐵芯接地正常，但仍需花費大量的人力和物力以及時間進行判定。為徹底解決二灘水電站主變鐵芯接地電流偏大和測量時存在的誤差影響，2014年11月，二灘電廠采用將主變鐵芯接地點位置更換的方法，將原鐵芯通過絕緣套管引至變壓器外殼本體連接接地的接地方式拆除，通過采用專用的黃綠接地線將主變頂部的鐵芯導電桿直接引至主變底部的接地網接地(圖2、3)。改造后，#1主變A相鐵芯接地電流值如表3所示。

表3 改造后#1主變A相鐵芯接地電流測量值表

由表3可以看出，#1主變A相鐵芯接地點位置改造后，鐵芯接地電流大幅降低并消除了上述所有對主變鐵芯接地電流測量值的影響因素。

4 結語

筆者的分析來源于測量實例。通過對變壓器鐵芯接地電流測量值偏大和異常原因的深入剖析，提出了更為準確的測量方法和切實可行的改造方案。通過將主變鐵芯接地點位置更換并進行試驗的方法改造后，效果明顯。此外，對于大型水電站的主變壓器，筆者建議:最好能夠安裝鐵芯接地電流在線檢測裝置，以便于及時發現變壓器異常，進一步確保變壓器的安全穩定運行。

(責任編輯:李燕輝)

大渡河瀑布溝水電站工程調整概算審查會議召開

2014年12月23日至26日，大渡河瀑布溝水電站工程調整概算審查會議在國電大渡河流域水電開發有限公司召開。會議由水電水利規劃設計總院、四川省發展和改革委員會、能源局主持。審查會上，成都院匯報了工程建設過程中的設計變更情況、調整概算編制基本情況和主要內容。與會專家和代表依據國家有關政策和行業規定，結合瀑布溝水電站設計、施工和建設管理的實際情況，對調整概算及相關報告進行了認真討論。會議認為:提交審查的調整概算編制原則和方法符合國家和水電行業的有關規定，并綜合考慮了工程建設的實際情況，報告內容詳細、完整，依據比較充分，基本同意該報告。

成都院中標涼山州會東縣魯北風電場工程勘察設計項目

成都院新能源處通過市場投標，中標涼山州會東縣魯北風電場工程勘察設計項目。該項目業主為四川能投會東風電開發有限公司，布置單機容量為2000kW的風電機組24臺和單機容量為1500kW的風電機組1臺，總裝機容量49．5 MW。

TV7;TV738;TV734

B

1001-2184(2014)01-0099-02

姜少斌(1988-)，男，陜西咸陽人，助理工程師，學士，從事水電廠電氣一次設備檢修維護工作．

2014-12-11