變壓器鐵芯接地故障診斷與處理

1、變壓器鐵芯接地故障診斷與處理摘要分析鐵芯多點接地的危害，產(chǎn)生鐵芯多點接地的因素，介紹如何判斷和處理鐵 芯故障的方法。關鍵詞變壓器鐵芯 接地故障 處理 1 變壓器鐵芯多點接地故障的危害和原因 1.1 鐵芯多點接地故障的危害 變壓器正常運行時，是不允許鐵芯多點接地的。因為變壓器正常運行中，繞組周圍存在 著交變的磁場，由于電磁感應的作用，高壓繞組與低壓繞組之間，低壓繞組與鐵芯之間，鐵 芯與外殼之間都存在著寄生電容，帶電繞組將通過寄生電容的耦合作用，使鐵芯對地產(chǎn)生懸 浮電位。由于鐵芯及其它金屬構件與繞組的距離不相等，使各構件之間存在著電位差，當兩 點之間的電位差達到能夠擊穿其間的絕緣時，便產(chǎn)生火花放電

2、。這種放電是斷續(xù)的，長期下 去，對變壓器油和固體絕緣都有不良影響。為了消除這種現(xiàn)象，把鐵芯與外殼可靠地連接起 來，使它與外殼等電位，但當鐵芯或其他金屬構件有兩點或多點接地時，接地點就會形成閉 合回路，造成環(huán)流，引起局部過熱，導致油分解，絕緣性能下降，嚴重時，會使鐵芯硅鋼片 燒壞，造成主變重大事故。1.2 鐵芯接地故障原因(1) 安裝時疏忽使鐵芯碰殼，碰夾件。(2) 穿芯螺栓鋼座套過長與硅鋼片短接。(3) 鐵芯絕緣受潮或損傷，導致鐵芯高 阻多點接地。(4) 潛油泵軸承磨損，產(chǎn)生金屬粉末，形 成橋路，造成箱底與鐵軛多點接地。(5) 接地片因加工工藝和設計不良造成 短路。(6) 由于附件引起的多點接

3、地。(7) 由遺落在主變內的金屬異物和鐵芯工藝不良產(chǎn)生毛刺、鐵銹與焊渣等因素引起接地。2 變壓器鐵芯多點接地故障的幾種處理方法2.1 對于鐵心有外引接地線時，可在鐵心接地回路上串接電阻，以限制鐵心接地電流，此 方法只能作為應急措施采用。2.2 對于金屬異物造成的鐵心接地故障，進行吊罩檢查，可以發(fā)現(xiàn)問題。2.3 對于由鐵心毛刺、金屬粉末堆積引起的接地故障，用以下方法處理效果較明顯。(1) 電容放電沖擊法；(2) 交流電弧法；(3) 大電流沖擊法，即采用電焊機。3 變壓器鐵芯多點接地故障的判斷及處理現(xiàn)以龍洞堡1號主變?yōu)槔榻B如何分析、判斷和處理鐵芯多點接地故障。3.1 主變鐵芯多點接地故障判斷該變

4、壓器為江西變壓器廠制造，型號 SFSZT-31500/110，容量31 500 kVA，1995 年6月投入運行，1998年10月對該主變進行預防性試驗時發(fā)現(xiàn)該主變鐵芯對地絕緣電阻為零， 判斷為主變鐵芯多點接地故障。當時系統(tǒng)不允許對變壓器進行停電吊芯檢查，只能根據(jù)以往 油色譜試驗數(shù)據(jù)以及上年高壓試驗數(shù)據(jù)進行分析。從電氣試驗數(shù)據(jù)看為正常，其中，絕緣電 阻試驗和介損試驗所得數(shù)據(jù)均在合格范圍內。從色譜數(shù)據(jù)看，該主變沒有出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，并可判斷接地現(xiàn)象出現(xiàn)的時間不長，決定以 油色譜試驗對該主變進行跟蹤，監(jiān)視故障點的產(chǎn)氣速率。3.2 油色譜跟蹤試驗分析預試后，加強對油化試驗的數(shù)據(jù)分析，油色譜跟蹤的數(shù)據(jù)如表

5、1、2、3所示。取樣日期為1999-06-11，試驗日期為1999-06-11；試驗時大氣壓為101.3Pa，環(huán)境溫度 為20。對上述數(shù)據(jù)分析后認為：(1) 總烴為 224.5l/L，(標準值不大于150l/L)，其中以甲烷、乙烯為主要成份，特征氣體的比值編 碼為022，是高于700高溫范圍的熱故障，根據(jù)經(jīng)驗公式，即T=lg322C2H4/C2H6+525，估 算為861.5，并用總烴安伏曲線法判斷為磁路故障過熱；(2)雖然C2H2為 3.6l/L，可能由于高溫過熱產(chǎn)生的，變壓器內部存在電弧放電的可能性很?。?3)1999年3 月至6月總烴相對產(chǎn)氣速率為9.38%/mon，且各種特征氣體產(chǎn)氣速

6、率都有逐漸上升的趨勢；(4) 當總烴含量超過注意值時，并且CO含量大于300l/L時，可能存在固體絕緣過熱故障。通過 以上幾點可以判斷鐵芯接地缺陷有加劇發(fā)展的趨勢，為避免故障擴大和引起鐵芯損壞以致影 響主變的正常運行，決定提前對該主變進行大修。3.3 主變吊芯檢查在6月17日通過對1號主變吊芯檢查，結果如下：(1) 檢查各間隙，槽部沒有發(fā)現(xiàn)異物； (2) 用鐵絲對鐵芯底部進行清理，也沒有發(fā)現(xiàn)情況；(3) 測量壓板連片的絕緣均為10 000 M 以上；(4) 測量穿芯螺栓絕緣時，發(fā)現(xiàn)右上的 穿芯螺栓對鐵芯絕緣為零。對該螺栓進一步檢查時發(fā)現(xiàn)端部的絕緣套過短，螺栓壓破絕緣套 與上夾件相碰。當時曾懷疑

7、穿芯螺栓穿過鐵芯時與鐵芯相碰而引起接地，因此用絕緣紙板把 穿芯螺栓墊起，再對穿芯螺栓與鐵芯搖絕緣為10 000 M 以上，說明穿芯螺栓內部并沒有與 鐵芯接觸，只是由于主變受到?jīng)_擊和振動時，使穿芯螺栓移位，造成端部與上夾件接觸。再 對鐵芯接地片仔細檢查，沒有發(fā)現(xiàn)有變色現(xiàn)象，可以判斷該處沒有很大的環(huán)流電流流過。用 萬用表測得鐵芯對地電阻為54 ，并再次對上、下夾件，鐵軛、芯柱等處進行檢查，還是沒 有發(fā)現(xiàn)異常情況。隨后決定采用交流法查找接地點，從低壓側加200 V，用毫安表沿鐵軛各 級逐點測量，發(fā)現(xiàn)鐵芯靠下部左側的電流為零，可以初步判 斷該處為接地點。 3.4 消除故障方法 通過以上綜合分析，造成鐵

8、芯多點接 地，可能是由于鐵芯毛刺或懸浮物引起的接地故障。如果利用電焊機進行大電流沖擊法，現(xiàn) 場操作不方便，點焊時間不好掌握，易造成鐵心絕緣受損。若采用兆歐表對電容器充電，再 由電容器對變壓器鐵心放電的方法，也存在操作不便，且電容器參數(shù)不好選擇的缺點。通過 比較，決定用電容放電法進行處理，采用FCE-T型放電檢驗儀，輸出電壓0750 V，輸出電 流5 kA，放電時間10 20s，采用該檢驗儀主要是考慮該儀器的輸出電流大，而時間極短，不會對鐵芯絕緣造成 危害。首先用100 V電壓對鐵芯進行放電，此時聽到左下角有放電聲，用萬用表測得鐵芯對 地電阻為1.5 M ，考慮鐵芯對地絕緣墊片較薄，升到600 V電壓再次沖擊，第3次升壓后再沖 擊時已聽不到放電聲。立即用搖表測得鐵芯絕緣為1 000 M ，說明故障點已消除。 4 結 論 (1) 發(fā)現(xiàn)鐵芯多點接地故障時，可采用氣相色譜法和監(jiān)視接地電流來跟蹤監(jiān)測。(2) 可以通過直流法和交流法來