花园电厂高厂变铁芯及其夹件接地引下线电流偏大的分析

国神公司花园电厂 赵 红

国神公司花园电厂四台高厂变是由新疆特变电工股份公司生产制造的油浸风冷无载调压变压器，从投产运行到至今铁芯及其夹件接地引下线电流出现偏大的现象，超出电气设备预防性试验规程不大于0.1安培的要求，存在环流。依据巡检记录的数据和变压器的理论知识分析、判断，铁芯及其夹件接地引下线电流偏大是因为基建人员接接地引下线的位置不正确，其引出线接成裤衩形式，造成2点接地形成闭合回路，在运行变压器漏磁穿过裤衩闭合回路时产生电动势，电动势随高厂变负荷大小而变化，接地引下线的接地电流随之变化，其包含了闭合回路电流的数值。

1 设备主要参数及巡检数据

型式：户外、三相、分裂（双卷）铜绕组、无载调压变压器；冷却方式：油浸风冷；额定频率：50Hz；额定容量：58/36-36MVA、68/42-42 MVA、31.5/31.5MVA(绕组温升65K时)；高压绕组(MVA)油浸风冷58、68、31.5，油浸自冷为以上容量的70%；低压绕组(MVA)油浸风冷36、42、31.5，油浸自冷为以上容量的70%；额定电压：高压侧22kV、低压侧10.5～10.5kV；绕组额定变比：分裂变22±2×2.5%/10.5-10.5kV，双卷变22±2× 2.5%/10.5kV。

短路阻抗：16.5%、16.5%、13%（在额定电压和频率下温度为75℃,以高压绕组额定容量为基准的半穿越短路阻抗）在各分接情况下短路阻抗正误差不超过+5%，负误差控制在3%之内）；接地方式：高压侧不接地，低压侧经30.3欧姆电阻接地；联接组标号：D、yn1、yn1，D、yn1；端子连接方式：高压侧22kV离相封闭母线。低压侧10.5kV共箱封闭母线；套管相间距离：低压≥200，高压≥400；变压器相序：面对变压器高压侧，从左到右高压侧为A、B、C，低压侧相序为：分裂变n1、a1、b1、c1，a2、b2、c2、n2，双卷变n1、a1、b1、c1。

我厂维保队伍定期检测1、2、3、4机高厂变铁芯及其夹件接地电流，数据如表1。

表1 巡检数据

图1中的高厂变铁芯及其夹件引出线的末端是通过螺栓固定在变压器的外壳上，变压器外壳接地。在安装时，基建安装人员未拆开铁芯及其夹件引出线末端的固定螺栓接接地引下线,而是在变压器铁芯及其夹件引出线的支撑绝缘子端和引出线末端之间任意位置接接地引下线。

图1 高厂变铁芯及其夹件接地引下线接线图

2 分析、判断高厂变铁芯及其夹件接地引下线电流偏大原因

目前，我国制造的大中型变压器的铁芯及其夹件都经一只套管引至油箱体外部接地。这是因为电力变压器在正常运行时绕组周围存在电场，而铁芯和夹件等金属构件处于场强各异的电场之中，会因悬浮电位产生断续放电而损伤绝缘。若铁芯及其夹件不可靠接地，则产生充放电现象，损坏其固体和油绝缘，因此铁芯及其夹件必须有可靠接地。如铁芯由于某种原因在某位置出现另一点接地时形成闭合回路，则正常接地的引线上就会有环流，这就是人们常说的铁芯多点接地故障。

从巡检记录的数据显示出：高厂变铁芯及其夹件接地引下线的电流是随机组负荷大小的变化而变化，其电流已超出0.1A的规定值。从高厂变铁芯及其夹件接地引下线示意图中发现：高厂变铁芯及其夹件引出线的末端是通过螺栓固定在变压器外壳上，变压器外壳接地，因此铁芯及其夹件引出线的末端通过变压器外壳接地点而接地，并和基建人员安装的铁芯及其夹件接地引下线的接地点形成闭合回路。这样的错误安装造成变压器铁芯、夹件接地引下线的电流偏大。分析如下：

变压器利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转换另一种电压等级的交流电能的电气设备，变压器运行中输变电能的同时也存在绕组的铜损和铁芯的铁损损耗，铁损包括磁滞损耗和涡流损耗，磁滞损耗作用于铁芯助磁，涡流损耗作用于漏磁。漏磁随变压器负荷大小变化。

电磁感应电动势：由于E=4.44fNФ（f为50Hz、N为匝数、Ф为磁通量），其中Ф是穿过铁芯及其夹件引出线的末端经过变压器外壳接地点而接地，并和基建人员安装的铁芯及其夹件接地引下线的接地点形成闭合回路中高厂变的漏磁，其Ф大小随变压器负荷的变化而变化，E也随之变化，因此在闭合的回路中就会产生电流。

铁芯及其夹件接地引下线电流大小包含漏磁Ф在铁芯及其夹件引出线的末端通过变压器外壳接地点而接地，并和基建人员安装的铁芯及其夹件接地引下线的接地点形成闭合回路产生的电流，因此测量的数据不是真实有效的高厂变铁芯及其夹件的接地引下线的电流值。

3 解决方案及实际检测

解决方案：拆除固定在变压器外壳上的变压器铁芯及其夹件引出线末端的螺栓，锯掉多余的铁芯及其夹件引出线，或是从变压器铁芯及其夹件引出线末端接接地引下线避免形成闭合回路。

实际检测：在拆除#1高厂变的铁芯及其夹件接地引下线的末端的固定螺栓后，分别测量铁芯及其夹件接地引下线末端的固定螺栓处和铁芯及其夹件接地引下线接地端的电流值。证明基建人员的错误安装是造成变压器铁芯及其夹件接地引下线的电流偏大，也验证我的分析和判断。