一臺220kV變壓器的故障及分析處理

1、一臺 220kV 變壓器的故障及分析處理摘要： 針對一臺 220kV 變壓器發(fā)生的故障， 結(jié)合油化 試驗、高壓電氣試驗兩個專業(yè)，根據(jù)各項試驗結(jié)果，分析認 為故障的主要原因是變壓器的抗短路能力不足，導致發(fā)生短 路故障時變壓器內(nèi)部絕緣受損和繞組變形。關鍵詞：繞組變形；放電；短路能力1 引言2007 年 5 月 5 日 22 點 20 分左右， 江陰地區(qū)突起十級左 右大風，局部地區(qū)十級以上。某變電所線路發(fā)生多起短路接 地故障，線路故障時的故障電流對變電所 220kV2# 主變產(chǎn)生 較大的沖擊電流， 并且變電所 2#主變低壓側(cè)所帶線路曾出現(xiàn) 多次故障跳閘，事后，對這臺主變進行了檢查試驗和故障分 析。2

2、 油化試驗分析2007 年 5 月 6 日，對該主變進行油色譜分析， 具體分析 數(shù)據(jù)見下表 1。根據(jù) 5 月 6 日至 8 日油色譜分析數(shù)據(jù)顯示：烴類氣體中甲烷（CH4）及乙稀（C2H4 ）、乙烷（C2H6 ）增長不大, 可排除變壓器內(nèi)部裸金屬過熱；乙炔（ C2H2）和氫氣（H2） 增長較快，乙炔含量遠大于5卩I /L的標準，CO和CO2含量 成倍增長，初步判斷是變壓器內(nèi)部放電性故障并伴有固體絕 緣損壞。根據(jù) IEC 三比值法計算得編碼： 102，顯示高能量 放電。3 電氣試驗分析2006 年 5 月 17 日，該主變進行了周期性預試，預試結(jié) 果正常。2007 年 5 月 7 日，該主變停止運

3、行后， 于 5 月 8 日進行 了主變頻譜試驗、繞組電容量試驗、低電壓短路阻抗試驗、 直流電阻試驗和絕緣電阻試驗。3.1 繞組電容量測試中高中對低地電容量變化達 16% ， 低對高中電容量變化達 13%，其余試驗數(shù)據(jù)差異不大（數(shù)據(jù) 比較見下表） 。判斷分析為 2#主變中壓側(cè)繞組發(fā)生變形。3.2 頻譜試驗中反映高壓共同繞組部分三相一致性較 好，中壓、低壓繞組的三相響應曲線差異性大，繞組極可能 已發(fā)生局部變形現(xiàn)象。頻響法繞組變形試驗結(jié)果見下圖：從繞組頻響法變形試驗結(jié)果及電容量變化量分析，基本判定變壓器中壓繞組存在嚴重變形情況。直流電阻值無異 常，說明中壓繞組雖然已嚴重變形，但尚未形成匝間短路。4

4、綜合分析介于以上分析判斷結(jié)果，該臺主變壓器已不能再投入運 行，必須馬上更換。該臺主變?yōu)樯蜃儚S 90 年代產(chǎn)品，設備 抗短路能力不足， 根據(jù)計算，該批變壓器的抗短路能力在 5kA 左右， 5 日線路跳閘時的短路電流對主變沖擊較大。由于在 較短時間內(nèi)經(jīng)受多次沖擊，造成主變中壓側(cè)繞組變形和絕緣 受損。5 結(jié)論通過事后的認真分析，造成此故障的主要原因變壓器在 運行過程中受到短路電流的強大沖擊，繞組發(fā)生局部變形和 絕緣受損， 留下嚴重的故障隱患。 隨著電網(wǎng)容量的不斷增加， 大型電力變壓器抗短路能力成了一個突出問題。對于一些抗 短路能力較弱的變壓器，在近區(qū)或出口發(fā)生短路時往往較易 遭到損壞，造成嚴重事故。而變壓器能否承受各種短路電流主要取決于變壓器結(jié)構(gòu)設計和制造工藝，且與運行管理、運行條件及施工工藝水平等方而有很大的關系，雖然故障是客 觀存在的，但只要加強平時的檢查分析，可以提前預防事故 的發(fā)生，把危害降到最低程度。5.1 變壓器停電預試，對電容量的變化要特別注意，相 差大的要分析原因，加強跟蹤巡視；5.2 加強變壓器的油化試驗， 對懷疑變壓器存在故障的， 應縮短油化的時間；5.3 增加對變壓器的低電壓短路試驗，有條件的話進行 高電壓短路試驗；5.4 在具備條件的情況下，對變壓器進行頻率響應分析 法試驗，因其頻率響應特性具有較多的諧振點，能夠靈敏地 反映出繞組電感、電容的變化情況。參考文