開(kāi)關(guān)柜內(nèi)干式站用變故障分析及防范措施

薛 桅，桂少龍，謝鳳飛，盧 敏

（國(guó)網(wǎng)九江供電公司，江西 九江 332000）

0 引言

站用變是變電站供電系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行狀況直接關(guān)系到變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是站用變?cè)谶\(yùn)行過(guò)程中往往因?yàn)橘|(zhì)量或運(yùn)行環(huán)境不良等問(wèn)題發(fā)生諸多故障，嚴(yán)重時(shí)造成站用變燒損報(bào)廢。通過(guò)對(duì)站用變?nèi)毕菁肮收线M(jìn)行檢查與分析，提出針對(duì)性措施，以提升站用變的安全運(yùn)行水平。

1 站用變?nèi)毕菁肮收?/h2>

2013年11月30日，110 kV某變電站10 kV1號(hào)站用變例行試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣電阻明顯降低，直流電阻高壓側(cè)偏差達(dá)22.353%，低壓側(cè)偏差達(dá)3.078%。試驗(yàn)不合格。

2014年3月1日，110 kV某變電站10 kV1號(hào)站用變運(yùn)行過(guò)程中站用變高壓A相頂部出現(xiàn)匝間短路，造成1號(hào)站用變燒損。

2014年3月21日，110 kV 某變電站10 kV1 號(hào)站用變運(yùn)行過(guò)程中高壓A相頂部出現(xiàn)匝間短路，引起1號(hào)站用變燒損。

燒損站用變均為同一廠家2010年3月出廠的產(chǎn)品，各項(xiàng)參數(shù)均一致，型號(hào)為SC11-80/10.5，額定容量80 kVA，額定電壓10.5/0.4 kV，聯(lián)結(jié)組別為Dyn11。

2 現(xiàn)場(chǎng)處理情況

2.1 站用變燒損情況

站用變燒損現(xiàn)場(chǎng)情況如圖1 所示。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查，故障均在本體范圍內(nèi)，對(duì)二次接線及高低壓電纜均無(wú)影響。現(xiàn)場(chǎng)更換站用變后送電正常。

圖1 站用變損毀情況

2.2 站用變解體

對(duì)燒損的兩臺(tái)站用變分別進(jìn)行了解體分析，主要對(duì)外觀進(jìn)行了檢查并對(duì)線圈故障部分進(jìn)行解體。

2.2.1 外觀檢查

變壓器C相高壓繞組及低壓繞組環(huán)氧樹(shù)脂絕緣燒毀，主要在上端部，與燒毀部位對(duì)應(yīng)的B相高壓繞組絕緣也被燒傷，A相繞組無(wú)燒傷跡象，如圖2所示。

圖2 站用變外觀

2.2.2 解體檢查情況

對(duì)變壓器燒毀部位進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)C相高壓繞組燒損處漆包銅線燒黑，匝間有短路燒損痕跡見(jiàn)圖3。低壓線圈絕緣碳化如圖4所示。

圖3 C相高壓繞組匝間

圖4 低壓線圈絕緣碳化部分絕緣燒毀

3 站用變故障原因分析

1）站用變產(chǎn)品質(zhì)量不良。

兩臺(tái)站用變C相高壓繞組及低壓繞組環(huán)氧樹(shù)脂絕緣燒毀，高壓繞組燒損處漆包銅線燒黑，匝間短路，低壓線圈絕緣碳化。廠家未能提供該容量的型式試驗(yàn)報(bào)告。

2）站用變沒(méi)有配置溫控。

站用變沒(méi)有配置溫度控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)溫控）。干式電力變壓器的安全運(yùn)行和使用壽命，很大程度上取決于變壓器繞組的安全可靠，而繞組的溫度超過(guò)絕緣耐熱溫度致使絕緣破壞，導(dǎo)致變壓器不能正常工作，進(jìn)而引發(fā)事故，而干式變壓器的溫控是維護(hù)干式變壓器運(yùn)行的重要部件，能有效防止變壓器溫度過(guò)高引發(fā)事故。當(dāng)變壓器溫度達(dá)到100°時(shí)，溫控能自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，有效降低變壓器溫度，從而保證干式變壓器在正常溫度下安全工作，當(dāng)變壓器溫度為130°時(shí)，溫控器會(huì)發(fā)出蜂鳴報(bào)警，面板上“超溫”燈亮，并通過(guò)后板“報(bào)警”輸出端輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)給超溫報(bào)警器.當(dāng)變壓器溫度達(dá)到150°時(shí)，溫控后板“跳閘”輸出端輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)給跳閘控制器，以切斷電源，保護(hù)干式變壓器。根據(jù)“GB1094.11-2007電力變壓器第11部分干式變壓器”正常溫升限制表2中規(guī)定：干式變壓器絕緣系統(tǒng)溫度為155°，從上面的分析可以看到溫控可以有效防止變壓器溫度過(guò)高引發(fā)事故。

3）站用變沒(méi)有配置風(fēng)機(jī)。

站用變沒(méi)有配置風(fēng)機(jī)。用干式變壓器風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫風(fēng)冷是降低干式變壓器溫度的有效方法。干式變壓器橫流風(fēng)機(jī)安裝于變壓器的器身下兩側(cè)，置于干式變壓器線圈的兩側(cè)，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口對(duì)準(zhǔn)干式變壓器線圈方向，冷卻風(fēng)直接吹進(jìn)干式變壓器高、低壓冷卻氣道，散熱效果就好，這樣才能確保變壓器的正常安全運(yùn)行。

4）站用變散熱環(huán)境惡劣。

站用變安裝在密封的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，散熱環(huán)境惡劣。由于站用變長(zhǎng)期在無(wú)通風(fēng)情況下運(yùn)行，熱風(fēng)無(wú)法散出，而站用變又沒(méi)有設(shè)置溫控進(jìn)行保護(hù)，導(dǎo)致熱效應(yīng)累積，致使絕緣提前老化，造成事故。

5）站用變和站用變柜在裝備后未進(jìn)行型式試驗(yàn)。

站用變和站用變柜廠家僅對(duì)自生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行型式試驗(yàn)，而未對(duì)裝配后整體進(jìn)行型式試驗(yàn)，未對(duì)其溫升及散熱性能進(jìn)行考核。

綜上所述：站用變質(zhì)量不良是導(dǎo)致站用變正常運(yùn)行三年后出現(xiàn)損壞的主要原因，加之站用變沒(méi)有配置溫控及風(fēng)機(jī)，散熱環(huán)境惡劣致使熱效應(yīng)累積，造成絕緣提前劣化，導(dǎo)致站用變拉弧放電，致使變壓器高壓C 相繞組匝間短路，短路環(huán)流使繞組內(nèi)部溫度升高，進(jìn)而燒毀。

4 預(yù)防措施

1）全面梳理電網(wǎng)在運(yùn)站用變情況，梳理出位于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的站用變，重點(diǎn)對(duì)KYN 柜型的柜內(nèi)站用變柜進(jìn)行核查。

2）排查治理開(kāi)關(guān)柜內(nèi)運(yùn)行環(huán)境；結(jié)合停電對(duì)柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行全面維護(hù)性檢修及清掃。重點(diǎn)考核試驗(yàn)前后站用變溫度及絕緣變化情況。控制高壓室及柜內(nèi)的溫濕度，及時(shí)開(kāi)啟驅(qū)潮裝置及空調(diào)設(shè)備，確保開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境良好。

3）開(kāi)展開(kāi)關(guān)柜帶電測(cè)試工作。主要開(kāi)展開(kāi)關(guān)柜局放測(cè)試，重點(diǎn)關(guān)注站用變柜內(nèi)局放情況。

4）納入大修技改項(xiàng)目逐步將開(kāi)關(guān)柜內(nèi)站用變移除，采用戶(hù)外站用變的形式。

5）加快外接380 V電源接入站用電系統(tǒng)，確保母線全停時(shí)站用電系統(tǒng)正常可靠運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

干式站用變故障頻發(fā)給變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了很大的隱患，其本體內(nèi)部絕緣往往由于質(zhì)量問(wèn)題及運(yùn)行環(huán)境不良等因素提前老化，使得變壓器繞組因絕緣破壞而發(fā)生短路故障，溫升過(guò)高而燒毀。針對(duì)故障現(xiàn)狀，積極開(kāi)展變電站開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境排查治理，加強(qiáng)站用變運(yùn)行維護(hù)技術(shù)監(jiān)測(cè)，大力改善工作環(huán)境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備缺陷隱患，是保證站用變安全運(yùn)行水平的強(qiáng)有力措施。

[1]國(guó)家電網(wǎng)生[2004]641號(hào)，預(yù)防交流高壓開(kāi)關(guān)事故措施[S].

[2]國(guó)家電網(wǎng)生〔2012〕352號(hào)，國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）[S].

[3]GB1094.11-2007，電力變壓器第11 部分：干式變壓器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[S].