開關柜內干式站用變故障分析及防范措施

薛 桅，桂少龍，謝鳳飛，盧 敏

（國網九江供電公司，江西 九江 332000）

0 引言

站用變是變電站供電系統的重要組成部分，其運行狀況直接關系到變電站的安全穩定運行。但是站用變在運行過程中往往因為質量或運行環境不良等問題發生諸多故障，嚴重時造成站用變燒損報廢。通過對站用變缺陷及故障進行檢查與分析，提出針對性措施，以提升站用變的安全運行水平。

1 站用變缺陷及故障

2013年11月30日，110 kV某變電站10 kV1號站用變例行試驗時發現絕緣電阻明顯降低，直流電阻高壓側偏差達22.353%，低壓側偏差達3.078%。試驗不合格。

2014年3月1日，110 kV某變電站10 kV1號站用變運行過程中站用變高壓A相頂部出現匝間短路，造成1號站用變燒損。

2014年3月21日，110 kV 某變電站10 kV1 號站用變運行過程中高壓A相頂部出現匝間短路，引起1號站用變燒損。

燒損站用變均為同一廠家2010年3月出廠的產品，各項參數均一致，型號為SC11-80/10.5，額定容量80 kVA，額定電壓10.5/0.4 kV，聯結組別為Dyn11。

2 現場處理情況

2.1 站用變燒損情況

站用變燒損現場情況如圖1 所示。根據現場檢查，故障均在本體范圍內，對二次接線及高低壓電纜均無影響。現場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

對燒損的兩臺站用變分別進行了解體分析，主要對外觀進行了檢查并對線圈故障部分進行解體。

2.2.1 外觀檢查

變壓器C相高壓繞組及低壓繞組環氧樹脂絕緣燒毀，主要在上端部，與燒毀部位對應的B相高壓繞組絕緣也被燒傷，A相繞組無燒傷跡象，如圖2所示。

圖2 站用變外觀

2.2.2 解體檢查情況

對變壓器燒毀部位進行解體檢查，發現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）站用變產品質量不良。

兩臺站用變C相高壓繞組及低壓繞組環氧樹脂絕緣燒毀，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報告。

2）站用變沒有配置溫控。

站用變沒有配置溫度控制系統（以下簡稱溫控）。干式電力變壓器的安全運行和使用壽命，很大程度上取決于變壓器繞組的安全可靠，而繞組的溫度超過絕緣耐熱溫度致使絕緣破壞，導致變壓器不能正常工作，進而引發事故，而干式變壓器的溫控是維護干式變壓器運行的重要部件，能有效防止變壓器溫度過高引發事故。當變壓器溫度達到100°時，溫控能自動啟動風機，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，當變壓器溫度為130°時，溫控器會發出蜂鳴報警，面板上“超溫”燈亮，并通過后板“報警”輸出端輸出開關信號給超溫報警器.當變壓器溫度達到150°時，溫控后板“跳閘”輸出端輸出開關信號給跳閘控制器，以切斷電源，保護干式變壓器。根據“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中規定：干式變壓器絕緣系統溫度為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高引發事故。

3）站用變沒有配置風機。

站用變沒有配置風機。用干式變壓器風機強迫風冷是降低干式變壓器溫度的有效方法。干式變壓器橫流風機安裝于變壓器的器身下兩側，置于干式變壓器線圈的兩側，風機出風口對準干式變壓器線圈方向，冷卻風直接吹進干式變壓器高、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行。

4）站用變散熱環境惡劣。

站用變安裝在密封的開關柜內，散熱環境惡劣。由于站用變長期在無通風情況下運行，熱風無法散出，而站用變又沒有設置溫控進行保護，導致熱效應累積，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行型式試驗。

站用變和站用變柜廠家僅對自生產設備進行型式試驗，而未對裝配后整體進行型式試驗，未對其溫升及散熱性能進行考核。

綜上所述：站用變質量不良是導致站用變正常運行三年后出現損壞的主要原因，加之站用變沒有配置溫控及風機，散熱環境惡劣致使熱效應累積，造成絕緣提前劣化，導致站用變拉弧放電，致使變壓器高壓C 相繞組匝間短路，短路環流使繞組內部溫度升高，進而燒毀。

4 預防措施

1）全面梳理電網在運站用變情況，梳理出位于開關柜內的站用變，重點對KYN 柜型的柜內站用變柜進行核查。

2）排查治理開關柜內運行環境；結合停電對柜內設備進行全面維護性檢修及清掃。重點考核試驗前后站用變溫度及絕緣變化情況。控制高壓室及柜內的溫濕度，及時開啟驅潮裝置及空調設備，確保開關柜運行環境良好。

3）開展開關柜帶電測試工作。主要開展開關柜局放測試，重點關注站用變柜內局放情況。

4）納入大修技改項目逐步將開關柜內站用變移除，采用戶外站用變的形式。

5）加快外接380 V電源接入站用電系統，確保母線全停時站用電系統正常可靠運行。

5 結束語

干式站用變故障頻發給變電站的安全穩定運行帶來了很大的隱患，其本體內部絕緣往往由于質量問題及運行環境不良等因素提前老化，使得變壓器繞組因絕緣破壞而發生短路故障，溫升過高而燒毀。針對故障現狀，積極開展變電站開關柜運行環境排查治理，加強站用變運行維護技術監測，大力改善工作環境，及時發現并消除設備缺陷隱患，是保證站用變安全運行水平的強有力措施。

[1]國家電網生[2004]641號，預防交流高壓開關事故措施[S].

[2]國家電網生〔2012〕352號，國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）[S].

[3]GB1094.11-2007，電力變壓器第11 部分：干式變壓器國家標準[S].