電力變壓器鐵芯多點接地故障及技術解決對策研究

許星帥(哈爾濱變壓器有限責任公司,黑龍江哈爾濱 150078)

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電力變壓器鐵芯多點接地故障及技術解決對策研究

許星帥
(哈爾濱變壓器有限責任公司,黑龍江哈爾濱 150078)

【摘 要】在我國的電力系統中,電力變壓器是其中的一個重要部分,因為電力變壓器是否正常,關系著整個電力系統的安全運行。要保證電力變壓器的正常運行,其中的鐵芯需要達到一點接地的條件要求,而在實際的電力系統運行中,變壓器的鐵芯通常會出現兩點或多點接地,造成變壓器運作故障。然而,對于電力變壓器出現狀況的鐵芯的具體接地點的排查和檢測做起來很不容易,處理起來更是困難。本文根據電力變壓器操作過程中常見的鐵芯多點接地故障這一問題進行分析,探究出現這種故障的原因以及解決故障的對策。

【關鍵詞】電力系統 變壓器 鐵芯 多點接地 故障

正常的電力變壓器在運行過程中，內部的鐵芯只需一點接地即可，而如果出現鐵芯兩點或多點接地的現象，那么就會造成接地點間的閉合回路，形成電力環流，這種電力環流中的電流有時能達到數十安。電流過大會使變壓器局部溫度升高，進而可能導致油分解，產生可燃性氣體。更有甚者，還可能導致接地片熔斷，高溫燒毀變壓器的鐵芯，致使變壓器鐵芯點位懸浮，引發放電現象，妨礙變壓器的正常運行。要想保證變壓器的順利正常運行，準確有效的鐵芯多點接地點的排查及有效處理對于電力系統的正常運行有著重大意義，必須加以重視。

1 變壓器鐵芯多點接地故障種類及出現原因

之所以說對于電力變壓器鐵芯多點接地具體故障點的查找比較困難，是因為變壓器出現鐵芯多點接地的種類較多，原因也較為復雜，涉及的零器件也較多。一般情況下，如果出現穿心螺桿的外部鋼套過長而導致觸碰到鐵心，或是鐘罩頂部運輸用定位頂蓋板安裝時沒有及時翻轉過來，就容易引起觸碰上夾件而出現多點接地故障[1]。此外，要是在出現故障之前曾經對吊心或是吊罩進行過維修，對于變壓器的內部零件的拆除或新加，在變壓器內遺留部分物件等，也都有可能會引起鐵芯多點接地現象發生，這時要想解決這一故障問題，就要對于維修中動過的所有零件以及遺棄物件進行檢查，找出問題所在[2]。如果變壓器在運行中出現鐵芯多點接地的狀況越來越多，且出現故障的頻率也越來越高，則需要考慮外部環境因素，變壓器的絕緣受潮、箱底積水或潛油泵磨損后產生的金屬粉末進入變壓器等，都會造成變壓器鐵芯的多點接地。如果在正常的運作過程中，變壓器發生外部短路沖擊，鐵芯多點接地故障隨之出現，這時出現故障的原因主要是變壓器的短路沖擊使得鐵心和夾件發生位移而觸碰到一起引起的多點接地。

根據變壓器出現鐵芯多點接地的主要原因以及出現故障的主要環節分析，具體的鐵芯多點接地種類以及成因又可進行細分。如初次安裝的變壓器在完工后，沒有及時去除位于油箱頂蓋上的定位釘，也沒有將其翻轉過來，進而引起鐵芯多點接地故障；鐵芯夾板的肢板與芯柱距離過近，因鐵芯的翹起與肢板觸碰產生多點接地；鐵心下方夾件的墊腳與鐵軛間的紙板脫落，致使兩者接觸形成多點接地；油箱上方的溫度計套太長，使得外套與夾件、旁柱或鐵軛觸碰，產生多點接地；線圈內壓釘螺栓松動脫落，導致短路現象發生進而引起多點接地。除了這些，還有很多方面的原因，包括制造階段自身的原因，也有在運行中操作不當的原因，還有變壓器維護保養不善的原因[3]。

2 鐵芯多點接地故障問題的診斷

對于這一故障的確診一般分為三步，首先，測量鐵芯的絕緣電阻，如果電阻正常，則可斷定并非是絕緣體受潮所致，若電阻較低甚至為零，則絕緣體可能存在多點接地故障；然后，監視接地線中有無環流，可通過小套管形成接地變壓器，如果發現存在環流現象，應關閉變壓器進行電阻測量；最后就是對油中的含氣量進行勘測，觀察檢測油的含氣量中總烴、甲烷、乙烯等氣體含量是否超過“變壓器油中溶解氣體和判斷導則”(GB7252-87)中規定的注意數值[4]。這種方法在勘測鐵芯多點接地位置的問題上，可與前面的方法共同使用。

3 多點接地問題的解決辦法

3.1 串接限流電阻

一旦出現鐵芯多點接地故障，關閉電緣，即時檢查吊芯，而在不能關閉電源的情況下，也可以通過在外引鐵芯接地回路上串接電阻，達到限制環流的作用[5]。需要注意的是，在進行串接前，應對環流和電壓進行分別測量，再計算應串電阻阻值；此外，串接電阻也不能過大過小或過熱，以達到保護鐵芯的效果。

3.2 吊芯的及時細致檢查

(1)測量出各個夾件或穿心螺桿對鐵芯的絕緣，通過排查，逐漸縮小故障發生的范圍；(2)對于變壓器的各個部位包括狹小的縫隙進行細致檢查，對其中可能出現的雜質尤其是金屬雜志進行清理；(3)不定期對于鐵芯以及絕緣墊上的鐵銹和污泥進行清理，防止其與其他部件的觸碰；(4)用油或氮氣沖吹各個狹小的縫隙；(5)用色譜對多點接地故障點的產氣速率進行分析。

3.3 定期維護保養

在變壓器投入運行后，要及時對變壓器的鐵芯進行一次檢查測試，可利用氣相色譜法進行分析。為了減少多點接地故障發生，應安排專人對變壓器進行定期維修保養，防止因為內部零件松動生銹或損壞造成此類故障的發生。

4 結語

了解變壓器鐵芯多點接地故障的成因、檢測以及解決辦法對于電力系統的正常有序運行很有必要。無論是電力公司還是其他用電單位，對于變壓器鐵芯多點接地故障的有效解決都是提高經濟效益、社會效益的必然要求，在實際操作過程中，還有很多需要注意的細節，但是掌握主要的問題分析和排查方法，相信會對及時有效的問題解決起到很好的幫助作用。

參考文獻:

[1]郝麗娟,薛海軍.電力變壓器鐵芯多點接地故障分析及處理[J].內蒙古石油化工,2013(17):24-26.

[2]司增彥.變壓器鐵心接地故障的診斷與處理[J].高壓電器,2014 (06).

[3]王金旺.電力變壓器鐵芯多點接地故障診斷[J].裝備制造技術, 2009(07).

[4]程相杰,高沁翔.變壓器鐵心接地故障的診斷及其處理方法[J].電氣技術,2009(10).

[5]于海,黃慶,孫超,李中海.變壓器運行常見故障診斷及處置措施分析[J].商情,2013(51):35-36.

作者簡介:許星帥(1984—),男,黑龍江哈爾濱人,本科,畢業于黑龍江科技學院(現:黑龍江科技大學),工程師,研究方向:變壓器制造。