淺談66kV主變近區(qū)短路故障分析

摘要：變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分。針對(duì)兩起66kV變壓器二次側(cè)發(fā)生的短路接地故障，到現(xiàn)場(chǎng)立即采用診斷性試驗(yàn)，診斷故障變壓器均為二次繞組故障。到變壓器廠家解體后發(fā)現(xiàn)，低壓線圈發(fā)生嚴(yán)重變形。

關(guān)鍵詞：變壓器;短路故障;診斷

0???? 引言

變壓器是電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備，對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行起著決定性的作用。變壓器在繞組短路接地的情況下，會(huì)產(chǎn)生較大的電動(dòng)力，在這種力的作用下繞組會(huì)發(fā)生擠壓、彎曲等現(xiàn)象。特別是對(duì)于近區(qū)短路，會(huì)嚴(yán)重影響變壓器的安全運(yùn)行[1]。

1???? 常用的變壓器診斷試驗(yàn)

1.1? 絕緣電阻試驗(yàn)

首先在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，應(yīng)根據(jù)被試變壓器的電壓等級(jí)選擇相應(yīng)等級(jí)的絕緣電阻測(cè)試儀。絕緣電阻對(duì)于發(fā)現(xiàn)變壓器的整體受潮（絕緣油受潮）以及貫穿性缺陷效果比較明顯。對(duì)于考察部分絕緣的時(shí)候，需要試驗(yàn)人員熟悉變壓器加壓部分、屏蔽部分、接地部分的接線，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)的具體分析。

1.2? 直流電阻試驗(yàn)

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)比如直阻不合格，首先要分析的是試驗(yàn)接線方法和試驗(yàn)儀器。檢查試驗(yàn)方法的時(shí)候，分析是否由于試驗(yàn)接線夾與套管接頭接觸不良，或是由于測(cè)試部位表面有氧化膜。檢查試驗(yàn)儀器時(shí)，需要判斷是否儀器損壞，再次檢查使用的試驗(yàn)儀器與試驗(yàn)接線是否匹配。測(cè)試數(shù)據(jù)不合格是由于其變壓器自身引起時(shí)，應(yīng)綜合進(jìn)行分析，把繞組所有連接回路的部件進(jìn)行逐個(gè)診斷分析。

1.3? 介質(zhì)損耗試驗(yàn)

介質(zhì)損耗試驗(yàn)對(duì)于考察變壓器本身整體受潮以及絕緣油劣化。在判斷變壓器是否存在缺陷時(shí)，經(jīng)常與繞組變形一起共同分析。變壓器受到近區(qū)短路電流沖擊后變壓器電容量變化將意為著繞組發(fā)生變形。

1.4? 繞組變形試驗(yàn)

由于接地故障產(chǎn)生的電動(dòng)力，其造成變壓器繞組發(fā)生變形時(shí)，其形狀是不可逆的。繞組變形試驗(yàn)是通過(guò)頻響法在一端輸入變頻信號(hào)，響應(yīng)端通過(guò)比較幅頻響應(yīng)特性，來(lái)判斷繞組是否存在變形問(wèn)題[2]。

2???? 事故案例

事故案例1，某變壓器型號(hào)為SZ11-20000/66，額定電壓為（66±8x1.25%）/10.5，出廠日期為2011年 09月 19日。發(fā)生故障跳閘后，運(yùn)行人員立即對(duì)故障變壓器進(jìn)行安全措施布置，做好安全措施后，檢修人員立即對(duì)故障變壓器一、二次套管接線板進(jìn)行拆除。試驗(yàn)人員首先對(duì)故障變壓器進(jìn)行外觀檢查，看現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)明顯放電現(xiàn)象。絕緣電阻測(cè)試數(shù)據(jù)如表1 所示，變壓器一次繞組絕緣電阻值明顯降低，二次繞組與高壓及地之間絕緣降低為0MΩ。

由于絕緣電阻測(cè)試數(shù)據(jù)異常，又對(duì)變壓器進(jìn)行直流電組測(cè)試。如表2 所示，變壓器一次繞組直流電阻三相之間不平衡率1.10%，符合規(guī)程的要求。變壓器二次繞組不平衡率為6.40%，嚴(yán)重超出規(guī)程的要求。

結(jié)合油化驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)多項(xiàng)數(shù)據(jù)綜合判斷，該變壓器低壓線圈對(duì)高壓線圈及鐵芯放電，認(rèn)定變壓器絕緣擊穿燒損。通過(guò)多點(diǎn)分段查找出故障點(diǎn)為近區(qū)10kV出口環(huán)網(wǎng)柜SF6漏氣絕緣降低短路，近區(qū)故障造成變壓器燒損。到變壓器廠家解體后發(fā)現(xiàn)，低壓三相線圈變形嚴(yán)重，多處線圈匝間短路。

事故案例2，某變壓器型號(hào)為SZ11-31500/66，出廠日期為2016年 01月04日，額定電壓為（66±8x1.25%）/10.5。該變壓器由于近區(qū)短路跳閘，試驗(yàn)人員立即對(duì)該變壓器進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3 所示。

變壓器直流電阻測(cè)試數(shù)據(jù)如表4 所示。變壓器一次繞組直流電阻三相之間不平衡率0.85%，符合規(guī)程的要求。變壓器二次繞組不平衡率為5.97%，嚴(yán)重超出規(guī)程的要求。

結(jié)合其他試驗(yàn)進(jìn)行了綜合分析，該故障為變壓器二次繞組變形。該變壓器到設(shè)備制造廠家解體后發(fā)現(xiàn)，二次繞組變形嚴(yán)重，與分析結(jié)果一致。

3???? 結(jié)論

變壓器設(shè)備狀況直接影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行。變壓器發(fā)生故障后，需要結(jié)合高壓試驗(yàn)、油化驗(yàn)等多種測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析，防止故障變壓器投運(yùn)現(xiàn)象發(fā)生，給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)影響。同時(shí)，應(yīng)該提升變壓器的抗短路能力，來(lái)減少短路沖擊對(duì)變壓器的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 季凌武.主變壓器近區(qū)短路故障的分析與預(yù)防[J].浙江電力，2011，1：15-16.

[2]?? 何平，習(xí)文山.變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法綜述[J].高電壓技術(shù)，2006，32（5）：37-41.

[3]?? 陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

作者簡(jiǎn)介：

趙可欣（1987-）碩士研究生，工程師，從事電力設(shè)備電氣試驗(yàn)工作。