一台16MVA高压厂用变压器的故障检查及原因分析

乔中亚

摘要:简要介绍了一台16MVA高压厂用变压器的作用及其在系统中的接线方式,说明本篇文章所要分析的故障情况,粗略介绍检查故障的几种途径,针对每种途径展开详细分析过程,得出故障分析结论,并经过解体大修得以验证,最后提出相关建议。

关键词:变压器;电缆短路;重瓦斯;油试验;绕组;电动力;铁芯接地

电力变压器是电力系统中的重要设备,它的安全运行具有重要意义。一旦变压器发生故障,故障性质的准确判断,故障点的精确定位,为变压器能否继续运行、变压器故障的及时消除提供了可靠保证。变压器故障的查找方法,试验数据的分析判断,是确定变压器故障的重要依据。某电厂一台16MVA高厂变发生故障后能持续运行半年以上,故障性质的准确定位至关重要。

1高厂变的工作概况

某电厂#80变压器是#8发电机组的高压厂用变压器,#8发电机组的高压厂用工作电源全部由#80变提供。该变压器高压侧开关是SN4-20型油断路器,低压侧开关861、862是德国西门子产真空断路器。

#80高厂变自1987年投产以来,已遭受过三次短路电流冲击,曾于1994年4月发生故障,低压侧B相绕组单项接地,匝间烧坏,送变压器厂恢复性大修。

2#80高厂变故障情况介绍

#80高厂变2007年6月25日再次发生故障,变压器重瓦斯保护动作,引起801、861、862断路器跳闸,6KⅧ乙段发接地故障信号,#8机组厂用电切投高备变成功。现场检查发现600Ⅷ乙段某负载高压侧电缆被施工用脚手管砸坏,电缆炸裂,电缆本身故障为A、B相短路接地;#80高厂变外观检查,未发现异常。初步分析#80高厂变重瓦斯动作就是负载高压侧电缆短路接地引起,为了进一步确定#80高厂变受损坏程度,决定对#80高厂变做电气绝缘试验、绝缘油的化学试验,通过对试验情况分析决定#80高厂变是否继续投运。

3变压器绝缘试验

3.1测量绕组的绝缘电阻和吸收比

#80高厂变故障后测量绝缘电阻数据如下表:

说明#80高厂变绝缘损伤还未发生贯穿性的集中缺陷。

3.2 测量变压器绕组的直流电阻

用直流电阻快速测试仪测量#80高厂变直流电阻值,前后三次测量值如下表:

分析上述三组数据,可以看出故障后高、低压侧直流电阻相差都小于1%,且与第一次、第二次测量电阻值相比较,每相误差都小于1%,因而可以推断#80高厂变高、低压侧绕组没有出现完全短路、断路故障。

3.3测量绕组的泄漏电流

测量泄漏电流的作用和测量绝缘电组的作用相似,只是其灵敏度较高,它能有效地发现有些其它试验项目所不能发现的变压器局部缺陷。

#80高厂变最近三次测量泄漏电流情况如下表:

分析三次测量数据可以看出,第三次(故障时)测量数据同前二次相比未有大的变化。#80高厂变绝缘损伤程度没有发生质的变化,变压器内部产生局部缺陷还有待分析检查。

4绝缘油中溶解气体的色谱分析

#80高厂变气体色谱分析

4.1 #80高厂变故障后气体色谱分析数据如下表所示:

油样中乙炔含量高,超过注意值,γr为161%/月,氢、总烃、CO、CO2含量不高,根据特征气体发分析,#80高厂变存在火花放电现象,并引发重瓦斯动作。

运用IEC三比值法分析比值范围为122,说明#80 高厂变内部存在放电伴有过热现象。

4.2 #80高厂变故障后跟踪测定数据如下表所示:

从跟踪测定的数据来分析,#80高厂变自2007年6月25日重瓦斯动作后,油中各组分含量一度呈上升趋势,这时气体溶解平衡过程,从7月 5日开始,油中各组份含量呈平稳状态,表明#80高厂变重瓦斯动作是闭路循环变高压侧电缆短路接地,引起#80变内部火花放电,绝缘油分解气体含量升高,不是#80高厂变内部潜伏性故障。

5#80高厂变故障点分析

5.1从#80高厂变故障后,绝缘电阻及吸收比、直流电阻、直流泄漏、绝缘油耐压试验数据分析可以看出#80高厂变内部还未发现绝缘损伤的贯穿性缺陷,变压器绕组未发现短路、开路现象。

5.2从#80高厂变气体色谱分析数据可以看出,变压器故障时存在火花放电并伴有过热现象,绝缘油分解、气体含量升高,不是#80高厂变存在内部潜伏性故障;#80高厂变内部火花放电是闭路循环变高压侧电缆短路接地引起的。

5.3 结合以上分析,#80高厂变内部火花放电,故障点可能是绕组绝缘破损处,或是铁芯接地点处,这是因为变压器外部试验检查不到铁芯接地,(铁芯接地未引出),铁芯正常是一点接地,通常在铁芯硅钢片间放一铜片接地,#80高厂变发生故障时,铁芯过饱和,对地产生大电流烧坏接地铜片从而产生火花放电。 针对故障点分析结果,决定#80高厂变暂且投入运行,但需加强监视、油色谱跟踪试验继续进行;尽快申请#80高厂变停役吊芯检查,以消除变压器可能存在的隐患。

6#80高厂变故障检修情况

2007年11月份 #8机组小修,#80高厂变吊芯检修,发现变压器高压侧绕组三相都有部分线圈受电动力作用,变形离位;离位线圈的绝缘纸撕坏,绝缘漆部分脱落,线芯直接与绝缘油接触;线圈的固定纸板部分脱落,故障后经过半年的运行,使线圈更加松动;变压器铁芯接地铜排烧断,铁芯接地处放电现象明显,上述故障情况现场已无法处理,决定送变压器厂恢复性大修。

#80高厂变送至变压器厂家后,拆除变压器轭铁,吊出高压绕组进行重新整形、包裹绝缘纸;检查低压绕组,发现A相绕组换位处烧坏,线圈错位严重;变压器厂家对高、低压绕组进行整形,绝缘破损出重新包扎,线芯烧损处进行焊补,并未对变压器绕组进行彻底更换;铁芯接地铜排重新更换,修复后烘燥、组装,试验合格,变压器于2007年12月中旬重新投运。

#80高厂变解体后故障情况与我们的故障分析结果基本吻合,正是因为有了准确的故障分析判断,变压器故障后才敢于决定继续投运,加之监视跟踪手段得力,变压器重瓦斯动作后继续运行了半年才检修。

参考文献:

[1]陈化钢.电力设备预防性试验方法(修订版).水利电力出版社,1999,3.

[2]电力工业部.DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》.