750kV變壓器夾件接地電流超標的原因分析與處理

李鵬竹

摘 要：針對一起750 kV變壓器夾件接地電流過大的故障，本文進行了原因分析和現(xiàn)場處理。在不具備條件徹底消除缺陷的情況下，通過對故障性質的綜合分析和判斷，最終采用就地實測接地電壓、計算得到限流電阻的方法進行限制。加裝電阻后，現(xiàn)場實測結果表明，夾件接地回路串接計算得到的限流電阻限制接地電流是可行的。

關鍵詞：變壓器;夾件;接地電流;處理方法

中圖分類號：TM41文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）32-0054-03

Abstract： Aiming at a fault of excessive grounding current of a 750 kV transformer clamp， this paper analyzed the cause and dealt with it on site. In the absence of the conditions to completely eliminate the defects， through the comprehensive analysis and judgment of the nature of the fault， the method of finally measuring the ground voltage on the spot and calculating the current-limiting resistance is used to limit. After the resistance was installed， the field test results showed that it was feasible for the current-limiting resistance calculated by connecting the ground loop of the clamp to limit the grounding current.

Keywords： transformer;clamp;grounding current;treatment method

電力變壓器在輸配電網(wǎng)中起著關鍵性作用，變壓器運行的可靠性直接決定電網(wǎng)的安全。變壓器正常運行期間，各側的繞組及其引線與油箱之間形成不均勻電場，鐵芯及其金屬夾件處于該電場中，由于變壓器寄生電容的存在，繞組通過寄生電容的耦合作用使鐵芯、夾件對地產(chǎn)生一定的懸浮電位，當形成的電位差達到擊穿絕緣的水平時將產(chǎn)生火花放電，使變壓器的油產(chǎn)生分解，破壞變壓器的油絕緣。因此，變壓器的金屬構件必須可靠接地且只能有一點接地，使其處于零電位。若鐵芯或者夾件未可靠接地，則會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，損壞絕緣。因此，鐵芯和夾件必須有一點可靠接地，如果鐵芯或夾件由于某種原因出現(xiàn)另一個接地點，形成閉合回路，變壓器的漏磁通再交鏈此閉合回路，正常接地的引線上就會有環(huán)流。如果環(huán)流過大，就會造成局部短路過熱，絕緣油劣化、分解，局部絕緣受損，出現(xiàn)放電性故障。另外，環(huán)流過大，會造成變壓器夾件與引出線焊接處發(fā)熱，導致燒損事故。因此，準確、及時診斷變壓器鐵芯或夾件接地故障并采取積極措施，對于系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行意義重大。下面分析故障現(xiàn)象、原因及處理方法。

1 故障現(xiàn)象

750 kV變壓器為天威保變公司于2010年6月生產(chǎn)的產(chǎn)品，設計型號為DFP-260000/800型，該變壓器為單相雙繞組油浸式電力變壓器，額定電壓為800/[3]±（2×2.5%）/20，鐵芯、夾件的接地分別通過小套管將接地線引至油箱的底部，和變壓器本體外殼并列接地。

2015年4月13日，主變停電進行電氣預防性試驗時發(fā)現(xiàn)#2機主變B相夾件對地絕緣電阻為0 Ω，鐵芯對地絕緣電阻絕緣值符合要求。由此可以判斷，夾件存在多點接地，具體數(shù)據(jù)如表1所示。變壓器投運后，對夾件接地電流進行測試，結果為0.08 A，沒有超過電力變壓器運行規(guī)程中不大于0.1 A的要求。每月對夾件接地電流進行測試，電流基本穩(wěn)定保持在0.1 A左右，2016年12月18日例行測試時發(fā)現(xiàn)夾件電流高達96 A，且隨負荷的變化而變化，嚴重超過相關國家標準的規(guī)定值[1]，最近一年油色譜數(shù)據(jù)未見異常，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

2 故障原因分析

2015年4月13日，變壓器預防性試驗發(fā)現(xiàn)夾件絕緣電阻為0 Ω，經(jīng)查閱，歷次夾件接地電流測試數(shù)值都很小且處于規(guī)定范圍內，咨詢廠家及國網(wǎng)寧夏電力公司電力科學研究院意見，筆者認為夾件可能通過油泥與油箱底部形成非金屬接地[2]且主變可以投入運行，但應該每月測試接地電流和做油色譜分析。

夾件接地電流增大且隨負荷變化而變化，下面分析具體原因[3-4]。首先，可以排除絕緣受潮的可能，經(jīng)查閱，歷次絕緣油全分析試驗數(shù)據(jù)中的水分未超標，數(shù)據(jù)變化不大且控制在8 mg/L以內。其次，實測鐵芯接地電流為0 A，可以排除鐵芯與夾件之間絕緣損壞造成多點接地的可能。最后，查閱變壓器結構及油色譜跟蹤情況分析結果，初步判斷變壓器夾件接地引出線發(fā)生接地的可能性大，但夾件在油箱內部接地后未產(chǎn)生過熱和放電現(xiàn)象，不會對變壓器正常運行產(chǎn)生影響。

3 故障處理

變壓器經(jīng)過1 a運行后，2016年4月5日，對2號主變B相進行真空濾油，油循環(huán)24 h，靜置4 d后，再次對主變B相進行預防性試驗，主變B相夾件接地電阻值仍然為0 Ω，情況未見好轉。具體試驗結果如表3所示，相別為B相，出廠編號為20105S10。根據(jù)變壓器氣體分析數(shù)據(jù)和油泥形成的條件可以判斷，這不是油泥形成的非金屬性接地[2]。

在電阻加裝過程中，解開夾件接地線，會導致夾件失地而產(chǎn)生懸浮電位。為了防止出現(xiàn)這種情況，首先在夾件接地線回路中串聯(lián)萬用表（FLUKE 15B），將萬用表（1 000 V）切換至電壓擋，解開夾件接地連接回路，讀出接地懸浮電壓，就地實測當時負荷對應下的接地電壓為0.286 V，然后將解開的夾件重新連接好。根據(jù)相關國家標準規(guī)定，夾件接地電流應控制在100 mA以內[1]，經(jīng)計算，在接地回路中至少應該串入2.86 Ω的電阻。考慮到最大夾件回路電流為96 A，本研究選取35 mm2的電纜線，將電纜終端接入剛解開的部位，如圖1、圖2所示。在回路中串入經(jīng)過并聯(lián)的四個型號為ZG12-1500W/150Ω的電阻，其總電阻大約為38 Ω。此時，夾件的接地電流變?yōu)? mA左右，在隨后的運行中，主變夾件接地電流隨負荷變化的數(shù)據(jù)如表5所示，接地電流完全符合相關國家標準的規(guī)定。不定期對油色譜數(shù)據(jù)進行分析，結果正常，說明主變夾件接地電流超標缺陷已消除。測試時間為2016年12月20日。

4 結論

對于夾件的接地缺陷，可通過在運行中檢測油色譜和接地線的電流，停電時測量鐵芯對地、夾件對地、鐵芯和夾件間的絕緣電阻來進行判斷。當斷定夾件存在兩點或者多點接地故障時，在無條件及時判斷處理或不適合排除故障的情況下，可采用在接地回路中串入限流電阻的方法將接地電流限制在100 mA以內。這樣可以大大減輕多點接地對設備的危害，防止夾件多點接地引發(fā)其他故障，保證設備正常運行。在運行過程中，應加強變壓器絕緣油的色譜分析和電氣試驗的監(jiān)督，做好接地電流定期測試工作。在無法確定串入接地電阻大小時，可按本文中的方法用萬用表測試接地回路中的懸浮電壓，然后根據(jù)相關國家標準規(guī)定的電流值進行電阻計算，得到所需要的電阻大小，最后進行加裝。

參考文獻：

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