一起220kV变压器夹件多点接地引起异响的故障分析与处理

余 斐，邹光涛，虞 巍，宗浩杰，饶 望

（国网江西省电力有限公司九江供电分公司，江西 九江 3332000）

0 引言

国内外有大量对变压器铁芯、夹件多点接地故障进行分析的相关文献，分析指出，变压器铁芯、夹件多点接地会形成环流，导致铁芯或夹件发热、变压器油分解，加速变压器油的老化，严重情况下会造成设备损坏[1-4]，但鲜有关于因夹件多点接地引起变压器异响的文献；在以往的经验中，变压器异响的主要原因有直流偏磁、过电压、过负荷、夹件松动等[5-7]。文中通过对一起220 kV变压器夹件多点接地导致异响的故障分析，对以后预防此类变压器故障的发生和对该类故障的处理提供了重要经验。

1 故障发现

2019年12 月26 日，运维人员在巡视九江庐峰220 kV变电站时发现2号主变运行声音很大，伴随有回音，噪声最大点在变压器左上部靠近分接开关的位置。由于噪声较大，运维人员向调度申请后对该变压器进行了紧急停运。

当天下午电气试验人员赶赴现场测量了2号主变的铁芯和夹件绝缘电阻（如图1所示），选用的测量量程为2 500 V／200 GΩ，并对变压器油进行了油色谱和油质试验。试验发现铁芯绝缘良好、铁芯与夹件间的绝缘良好，夹件的绝缘值为0，油色谱和油质数据正常，推断2号主变夹件存在多点接地。

图1 2号主变铁芯与夹件套管

当天晚上，电气试验人员对庐峰变电站2号主变进行了绕组变形、变比、介质损耗、短路阻抗、分接开关、直流电阻试验，试验数据正常（见表1）。推断此次故障未造成变压器设备其他部件损坏。

表1 绝缘电阻试验数据 GΩ

2 故障处理

为找出夹件多点接地点，第一步，将2号主变排油至高压侧中性点套管升高座底部以下位置，拆除夹件套管，检查夹件引线是否存在多点接地点，通过检查未发现有多点接地点；第二步，吊拆高压侧中性点套管和升高座，从安装法兰口下探进入变压器内部检查，如图2所示。

图2 吊拆高压侧中性点套管和升高座

检查发现有载分接开关绝缘筒靠近上法兰的铆钉与有载分接开关托板（与夹件通过螺栓固定，螺栓未见松动）直接接触，如图3所示。

图3 2号主变夹件多点接地点（处理前）

将其分开后再次测量夹件绝缘电阻，测量值为162.2 GΩ，绝缘合格，说明此处为夹件唯一多点接地点。具体处理措施是，首先松动固定有载分接开关托板的螺栓，将有载分接开关托板移动一定的距离，使其与分接开关油桶的固定铆钉分开；其次将该处有载分接开关托板用绝缘纸进行包裹，防止铆钉与夹件再次接触发生多点接地，处理后的效果如图4所示。

图4 2号主变夹件多点接地点（处理后）

第三步，对本体继续排油至器身底部，打开两侧人形孔盖，充入干燥空气，从人形孔进入器身进行检查，未发现变压器内部异常，如图5所示。

图5 进入人形孔内检

将变压器恢复后进行了耐压、局部放电测量等相关试验，试验结果均合格；投运后变压器异响消失，恢复正常运行。

3 故障原因分析

庐峰220 kV变电站附近100 km范围内无直流接地极，且九江市无在运地铁线路，此外，江西省境内受磁暴影响可能性极低，故可排除主变因直流偏磁影响而发生异响的可能。

变压器绕组、夹件及有载分接开关结构示意图如图6所示。有载分接开关托板通过螺栓与变压器夹件紧固，在变压器安装时起到临时支撑有载分接开关的作用，有载分接开关装配完成后，其上法兰通过螺栓与变压器油箱上壁紧固，此时有载分接开关托板与有载分接开关分离，有载分接开关托板与有载分接开关铆钉（图7中标红部分）之间的设计距离为5 mm。

图6 绕组、夹件及有载分接开关结构示意图

图7 正常装配时绕组、夹件及有载分接开关结构示意图

由于有载分接开关通过上法兰与变压器外壳紧固，且一般情况下有载分接开关本体发生较大位移会导致油室渗漏油的情况，但庐峰2号主变在运行过程中未发现有载分接开关漏油情况，故可排除有载分接开关出现位移。此外，托板通过叠簧与夹件紧固，内检时未见松动，故可排除有托板出现位移。判断托板与有载分接开关铆钉距离裕度不足是导致二者接触的主要原因，即在变压器实际装配时，由于装配工艺的原因，有载分接开关托板与铆钉之间的实际距离小于设计值5 mm，在距离裕度不足的情况下，长期运行过程中夹件框架的正常位移导致托板与铆钉直接接触，框架位移如图8虚线标注所示。由于铆钉正常运行下处于接地状态，有载分接开关托板与其接触后，导致夹件两点接地，此时夹件接地电流大增，在变压器内部电磁场作用下产生电磁力，导致异响；同时，由于磁致伸缩原因[7]，变压器在正常运行时铁芯和夹件会产生振动并发出噪音，由于分接开关托板与铆钉的接触，加剧了分接开关和分接开关托板的振动，产生很大的噪音。因此运维人员在巡视时发现变压器左上部靠近分接开关的位置噪声最大。在发现2号主变异响的前一天晚上，运维人员在该变电站进行许可工作时未听到变压器异响，说明发现故障较早，且夹件多点接地引起的环流多是由于漏磁通产生的，其电流值较小，温度升高有限，因此油化试验数据合格。

图8 发生形变后绕组、夹件及有载分接开关结构示意图

4 结语

庐峰220 kV变电站2号主变在实际装配时，由于装配工艺的原因，有载分接开关托板与有载分接开关铆钉之间实际距离小于设计值5 mm，在距离裕度不足的情况下，长期运行过程中夹件框架的正常位移导致托板与铆钉直接接触，加剧了分接开关和分接开关托板的振动，产生很大的噪音；同时，夹件两点接地，夹件接地电流大增，在变压器内部电磁场作用下产生电磁力，产生了异响。

因此要加强变压器物资采购和出厂监造管理，对于新采购变压器，应注重变压器装配工艺，有载分接开关托板应进行绝缘包扎处理，防止内部元件接触导致的夹件两点接地的情况发生。同时，变压器应安装铁芯、夹件接地电流在线监测装置，当铁芯、夹件接地电流异常时报警，从而及时的发现铁芯和夹件多点接地，防止故障的进一步扩大，保障变压器的安全、可靠运行。