110kV某變電站1號變壓器故障原因分析與對策探討

摘 要：變壓器是變電站的主要設備，分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器，電壓高低與繞組匝數成正比，電流則與繞組匝數成反比。根據作用的不同，又可分為升壓變壓器和降壓變壓器。電能的遠距離輸送，需要將電壓升高，到用戶附近再將電壓降低，這一切都需要變電站來完成，而變壓器是完成這一任務的關鍵。而變壓器的穩定、安全、可靠運行顯得極為重要，若變壓器發生故障，應及時找出其故障原因，避免下次再次造成損失。在此，本文主要描述110kV某變電站1號變壓器發生故障前后的狀態，并分析試驗數據，進而找出導致故障的根本原因，并提出相應的對策。

關鍵詞：變壓器；故障原因；原因分析；對策

1 事故簡要經過及處理情況

2017年8月4日19時47分，本體重瓦斯動作出口跳#1主變三側開關、110kV某變電站#1主變差動保護，最終使得10kVⅠ母與35kV母線失壓，站用電也發生消失現象。在1#主變保護測控屏上顯示“本體輕瓦斯”、“差動保護動作”、“PT回路異?！?、“本體重瓦斯”的信號。

在把#1主變調轉成檢修狀態后，進行#1主變的初步檢查，發現#1主變差動保護區的器械設備沒有發生異常，但發現有大量的可燃氣體在本體瓦斯繼電器的內部，可以對本次事故作出以下判定：主變本體內部故障引起。然后對主變本體內部進行全面檢查與試驗、進行油化驗，經過采樣油與氣進行化驗、分析，結果顯示主變本體內部的氫氣、乙炔、總烴等指標嚴重超標，進而判定為主變本體內部有故障，并安排人員第二日對該主變進行全面的電氣試驗[1]。

2 主變基本情況及故障前的試驗情況分析

（1）#1主變基本情況

型號為：SS7-40000/110，出廠日期為：1995年6月，1996年投入使用與運行，運行模式為強油循環冷卻方式，生產廠家是保定天威股份有限公司。該變壓器的主變曾于2010年進行一次改造性大維修，該次維修主要改造了油枕，并把主變的運作模式改成了自然冷卻方式。該主變最近一次油化驗時間為2016年6月27日，最近一次預防性試驗時間為2017年5月19日，發生過幾次事故，但都在規程規定的周期內。

（2）故障前的試驗情況

該主變2017年5月19日的預防性試驗報告的數據顯示，不存在異常的情況；該主變2015年至2017年的油化驗報告顯示，包括水分、擊穿電壓與閃電等在內的反映油枕中的油是否受潮的重要項目的數值都在合格范圍內，乙炔、氫氣、總烴等反映變壓器內部主絕緣情況的重要數值也都在合格范圍內，沒有出現突變或者異常情況，雖然二氧化碳氣體的數值顯示逐年漸增，但規程中沒有對二氧化碳氣體的數值作出強制性規定，故不在超標核算內。因為油化驗與氣化驗中的乙炔、氫氣、總烴三項重要指標都沒有出現超標，根據總導則將不對該三比值進行對比分析，油中的氫氣與一氧化碳等氣體隨著該主變的固體絕緣明顯老化都沒有發生量的增長，因此，油化驗分析為該主變的固體絕緣老化屬于正常的老化，對設備的正常安全運行不造成影響。

3 對#1主變事故后電氣試驗、油氣化驗報告分析

（1） 電氣試驗

該主變于2017年6月3日進行電氣試驗檢測，檢測報告顯示，高壓側繞組的直流電阻遠遠超過規程所規定的2%，其平衡率高達63%，檢查出結果是因為高壓側C繞組的直流電阻比其它兩相明顯增大，與2017年5月19日的預防性試驗報告對比發生較大的改變。變壓器的鐵芯對地絕緣不出現明顯降低的情況，其低、中壓側的各指標也不存在異常的情況，但進行變壓器變比試驗時，中壓對低壓側正常，高壓對中壓側、高壓對低壓側無法測試，因此判定高壓側C繞組有匝間短路現象，低壓側繞組直流電阻不平衡率達1.42%，超過規程規定1%[2]。

（2） 油氣化驗。

2016年6月27日油氣化驗的報告數值顯示，乙炔、氫氣、總烴等重要數值出現嚴重超標，進行三比值對比分析后，得出的初步判定結果為：變壓器本體存在低能放電、固體絕緣之間油擊穿的情況。

4 吊罩檢查情況

為了深入調查事故發生的原因，查清故障因素，通過聯系生產廠家特派技術人員到現場對主器變進行吊罩檢查。

2017年10月17日上午進行該#1主變的吊罩檢查，發現有水從變壓器的瓦斯繼電器連通管內流出，有水珠掛在器身大蓋附件的瓦斯繼電器連通管的內壁上，連通管底部已經發生生銹現象，有明顯的水跡存在器身內部的鐵厄上；C相高壓繞組匝間絕緣擊穿，高壓線圈中部輻向變形，線圈匝間紙絕緣鼓泡，判定線圈絕緣進水受潮造成匝間絕緣擊穿[3]。經分析，初步判斷為主油枕可能存在滲漏點。并對主油枕進行詳細檢查，發現有大量水跡與銹跡存在于油枕側面的大蓋箱與氣囊的底部，最后得出是大蓋密封圈的裝配有質量問題，使枕壁出現突出沿邊，造成密封不良進而發生滲漏。

5 事故原因分析

對該主變在事故前后的電氣試驗結果分析、氣與油采樣化驗結果分析、油枕詳細檢查與主變吊罩檢查情況進行綜合分析，得出的結果為：廠家在2010年對該主變的主油枕進行改造性大修時，安裝油枕側面大蓋密封圈時存在質量問題，造成滲水使得高壓側C相繞組匝間紙絕緣受潮、繞組匝間絕緣擊穿短路，進而發生事故。

6 對策

（1）在變電站的日常管理中，要加強對設備安裝、大修工程、改造等驗收環節的管理，尤其是類似于本次事故中比較隱蔽部分的驗收工作，保障安裝、大修或改造后的變電設備能夠安全、可靠的運行。

（2）制定規范、嚴格的設備現場驗收制度，尤其是進行變電設備安裝、大修與改造工程的驗收?？梢越M織變電設備專業技術人員進行設備安裝、大修與改造工程驗收標準的編寫，要做到標準化、表格化、盡可能細化，確保沒有遺漏、從源頭上杜絕事故隱患[4]。

（3）針對本次事故進行開會研討、做好經驗教訓總結，完善技術監督，舉一反三，試驗結果的分析進行強化管理。在惡劣的天氣環境下，對個別重要項目尤其要縮短試驗周期，進行補充性試驗與追蹤檢查，為設備把好脈，及時發現并清除設備隱含的隱患與缺陷，從根源上預防突發事故。在連續多雨多霧等潮濕氣象條件下，要對變電站的主變本體絕緣油進行全面抽樣油化驗工作，及時掌握各變壓器中反映絕緣油品質的各類氣體含量的變化情況，避免類似事故發生[5]。

（4）根據現場實際情況與常規設備檢查結果，對設備試驗的周期進行適度調整，有必要時可以縮短試驗周期。強化主設備的狀態評價工作。對還處于合格范圍，但存在一定變化的試驗數值與結果多加留意，認真比較、分析與定期追蹤，進而找到數值與結果發生變化的規律，及時發現設備的安全隱患。

（5）實施并推廣對變壓器等大型主設備的在線安全監測，對設備的運行狀態進行實時監控，及時采集并判斷設備是否存在隱性故障，提前采取防范措施，避免設備事故的發生。

參考文獻：

[1]李晉烽， 張登宇. 100 kV變電站主變油色譜異常原因分析及故障處理[J]. 山西電力， 2008（6）：37-38.

[2]毛文盛.110kV某變電站1號變壓器故障原因分析[J].科技資訊，2011（08）：133-134.

[3]徐小軍. 110kV變壓器抗短路能力典型案例分析與對策[J]. 硅谷， 2015（3）：253-254.

[4]侯育皖. 110kV電力變壓器接地故障分析與處理[J]. 沿海企業與科技， 2009（9）：119-120.

[5]萬濤， 周寶鋒. 110kV亞工變電站1號主變潛伏性故障原因分析[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2014（7）.

作者簡介：

莊圣斌，出生年月：1979年4月，性別：男，民族：漢族，籍貫（精確到市）：江蘇省無錫市，當前職務：無，當前職稱：高級工程師，學歷：碩士研究生，研究方向：變電檢修.