关于广蓄电厂500kV6主变压器铁芯接地故障的探讨

关于广蓄电厂500kV6#主变压器铁芯接地故障分析与处理方法的探讨摘要:本文对广蓄电厂一台500kV三相变压器在大修中发现的多点接地故障进行了分析,探讨了所属的多点接地的故障类型,对变压器运行可能带来的危害,以及处理措施,为进一步对该变压器进行检修维护,保证变压器的安全稳定运行提供理论依据.关键词:变压器,铁芯,铁芯夹件,多点接地0引言变压器铁芯多点接地故障引起的变压器事故在变压器总事故中占第三位,应当引起足够的重视.变压器铁芯出现多点接地,每两个接地点间通过铁芯自身和接地线路形成了一个闭合回路,其中交链的磁通将在回路中感应出环流,会使铁芯局部过热,甚至造成局部烧损,造成严重事故.铁芯多点接地的故障类型主要有以下情况:a.铁芯碰壳或者夹件；b.穿芯螺杆钢座套过长碰铁芯；c.油箱内有金属异物，使硅钢片局部短路；d.铁芯绝缘受潮或损伤，箱底沉积油泥及水分，绝缘电阻下降，夹件绝缘、垫铁绝缘受潮或损坏等，导致铁芯高阻多点接地。按照铁芯多点接地故障的接地性质又可以分为两类：不稳定接地和稳定接地。其中不稳定接地是指接地点接地不牢靠，接地电阻变化较大，多因异物在电磁场作用下形成导电小桥造成接地故障，如变压器油泥、金属粉末等。稳定接地（死接地）是指接地点接地牢靠，接地电阻稳定无变化，多是由于变压器内部绝缘缺陷或厂家设计安装不当造成的接地故障，如铁芯穿芯螺栓、压环压钉的绝缘破坏等。本文主要分析广州蓄能水电厂500kV6#主变的铁芯故障类型，并分析其故障原因。并根据电厂检修工作的实际情况研究合理的处理方案。1广蓄500kV6#主变多点接地故障情况分析在广蓄电厂6#发电机组磁极改造的过程中，6#主变处于停电状态，利用这个时机，对6#主变进行了预防性试验，发现了一些重要故障，其中在进行绝缘项目预防性试验时，采用2500V电压进行绝缘电阻测试，发现铁芯对地绝缘为零，由此推断变压器铁芯有可能多点接地。对变压器油色谱数据进行三比值法和四比值法进行计算，不满足判据条件，铁芯多点接地故障不明显。因为该变压器上夹件与下夹件都通过单独的引线接到箱体外部单独接地。铁芯、夹件接地引出端如图1所示。图1铁心与上下夹件接地引出端将变压器铁芯、上下夹件的接地线断开，进一步采用万用表测试铁芯与上下夹件的电阻，测试数据如表1所示。表1铁芯与上下夹件间的电阻（万用表测量）测试部位铁芯与上夹件铁芯与下夹件上夹件与下夹件阻值1.4Ω∞∞由此可判断铁芯与上夹件之间出现短路，上夹件单独引出接地，从而导致了铁芯的多点接地的状况。在电气预试试验之前未出现变压器接地电流在线检测系统的报警，未检测到多点接地产生的回路中的出现较大电流。油色谱试验也未发现与多点接地故障有关的异常。2006年，华北电力大学的耿江海在硕士学位论文中对铁芯与夹件短路这种多点接地故障进行了研究，建立了铁芯多点接地的模型，计算了多点接地电流，得出如下结论：a.当出现铁芯与夹件短路故障时，接地电流并不一定会超过规程规定的100mA,这种小电流多点接地故障不易被及早发现;b.铁芯接地片在铁轭上的位置，以及铁轭拉带的连接螺栓结构的不同会使多点接地电流有很大的不同。广蓄电厂的这台主变的多点接地故障还没有产生比较严重的后果，接地电流在线检测和油色谱分析暂时还未发现异常，但是这个多点接地故障的存在是一个不容忽视的故障隐患。2广蓄500kV6#主变多点接地故障处理方法的探讨变压器铁芯多点接地故障的处理方法有很多，在相关文献上都作过详细的介绍，目前故障处理方法主要有：对于停电可退出运行的变压器，可采用吊罩各部件的外观检查法、直流法、交流法、铁芯加压法、铁芯加大电流法、电容放电冲击法；对于不能退出运行的，可以根据情况采用打开地线运行、在铁芯接地引出线中串入可调电阻等方法。广蓄500kV6#主变已经退出运行，且正在进行C相高压套管更换工作，油位已经放到人孔以下，因此打开了人孔，安排人员进入到变压器箱体，对上夹件与铁芯进行了检查，由于活动空间小，光线原因等，进入人员未发现明显缺陷。也采用了用油冲洗了上夹件与铁芯连接部位，最后用万用表测得铁芯与上夹件间的电阻依然未1.4Ω，接地故障未能解除。由于大修时间有限，未监测到多点接地的故障产生明显的故障，暂不会对变压器进行吊罩处理。由于变压器铁芯底部绝缘垫块很薄，采取电容起放电法和大电流冲击法存在击穿绝缘的危险，造成更大的故障，在接地故障还不严重时，暂不考虑。不明确铁芯接地故障点处是否为稳定接地状态，不能冒然打开接地线运行，否则有可能使铁芯悬浮，使铁芯对周围物体和对地火花放电，影响绝缘。在铁芯接地回路上串接电阻是一种可行的措施，限制铁芯接地回路的环流，防止故障的进一步恶化。在串接电阻前，应分别对铁芯接地回路的环流开路电压进行测量，然后计算串联的电阻阻值。阻值不能太大，以保持铁芯基本处于地电位；也不应太小，将环流限制在0.1A以下。还需要考虑所串电阻的功率，防止烧坏电阻造成铁芯出现悬浮电位。3总结和建议3.1广蓄500kV6#主变出现了由于铁芯与上夹件短路的两点接地故障，目前，油色谱试验没有出现超标气体成分，接地电流在线检测系统没有报警，两点接地故障还没有扩大，但是这个故障隐患不容忽视。目前可采用在铁芯接地回路串接合适电阻减小故障电流来限制两点接地带来的危害。但是不能从根本上消除故障。3.2需要缩短油色谱试验周期，跟踪观测故障是否有扩大趋势。3.3密切监视接地电流在线检测系统上的接地电流变化。若监测到较大的故障电流要重新对变压器接地故障进行评估。必要的时候要进行大修。参考文献：[1]赵旺初．大型变压器铁芯多点接地剖析[J]．华北电力技术，1995，(9)；32～36[2]黎炜．主变铁芯多点接地故障分析与处理[J]．电力安全技术，2003，5(3)：7～8[3]周志成．电气设备的故障检测研究-电缆金属套管多点接地在线监测；-变压器铁心多点接地故障定位检测．武汉：华中科技大学，2003.[4]耿江海，律方成等．变压器铁芯接地电流理论分析[J]．[5]路长柏编著.电力变压器铁芯多点绝缘技术[M].哈尔滨工业大学出版社,1997.[6]耿江海．变压器铁芯多点接地在线监测系统的研究.北京：华北电力大学，2006.[7]丁军.大型变压器铁芯多点接地的处理探讨.第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集，397-411.