一起電力變壓器事故原因分析及預防措施

一起電力變壓器事故原因分析及預一起電力變壓器事故原因分析及預 防措施防措施 1 事故經(jīng)過事故經(jīng)過 2003 年 1 月 19 日 0 33 10 某供電公司 220 主變壓器 型 號為 7 120000 220 三線圈 輕重瓦斯 差動保護動作 一次 開關跳閘 二次開關未跳閘 0 35 26 與該變壓器并聯(lián)運行的另 1 臺主變壓器復合過流保護動作 一 二次開關跳閘 0 35 35 手動 拉開該變壓器二次開關 同時發(fā)現(xiàn)該變壓器著火 事故發(fā)生時 該 變壓器有功負荷 70 2 變壓器損壞情況變壓器損壞情況 現(xiàn)場外觀檢查發(fā)現(xiàn) 該變壓器一 二 三次套管全部炸裂 一 二次引流線燒斷 變壓器門型構架橫梁因高溫而變形 變壓器控制 柜到變壓器控制箱控纜燒損 返廠檢查發(fā)現(xiàn) 高壓側(cè) 相無勵磁 分接開關嚴重燒損 相繞組圍屏開裂 線圈裸露 相無 勵磁分接開關接觸不到位 相鐵心底角螺絲墊有燒痕 相分接 開關對箱壁有放電痕跡 將高壓圍屏拆除后發(fā)現(xiàn) 相高壓 線圈無變形 相線圈基本脫落 損壞嚴重 3 事故前監(jiān)視運行情況事故前監(jiān)視運行情況 該變壓器于 1998 年 4 月 25 日投運 投運前進行了常規(guī)試驗 耐壓 二 三次及一次中性點 試驗 均未發(fā)現(xiàn)問題 色譜試驗數(shù) 據(jù)為乙炔痕量 局部放電試驗數(shù)據(jù) 在 1 5 倍對地交流電壓下 三 相高壓端的局部視在放電量均小于 500 試驗合格 但該變 壓器 相繞組在 20 25 期間持續(xù)放電量達 1100 相切始放電量也較大 運行至 2002 年 3 月 15 日期間色譜試驗 數(shù)據(jù) 乙炔始終在 0 3 左右 該變壓器于 2002 年 4 月遷到 目前變電所 于當年 9 月 13 日投入運行 投運前所有試驗數(shù)據(jù) 合格 包括局放 9 月 16 日帶負荷運行 10 月 22 日發(fā)現(xiàn)乙炔 進行油色譜跟蹤試驗 10 月 28 日主變停運熱備用 停運后進行的常規(guī)試驗及局 部放電試驗均未發(fā)現(xiàn)問題 為排除潛油泵問題而引起的油色譜 試驗數(shù)據(jù)異常 11 月 7 15 日在變壓器停運狀態(tài) 啟動潛油泵進 行色譜監(jiān)視 通過色譜數(shù)據(jù)分析排除了潛油泵問題 12 月 12 日對變壓器進行了脫氣處理 隨后進行帶負荷油 色譜監(jiān)視運行 4 事故原因分析事故原因分析 通過解體檢查及運行記錄分析 事故原因不難找出 相分 接開關接觸不良是導致此次事故的直接原因 而該變壓器二次 開關拒動 與之并聯(lián)運行的另 1 臺變壓器向該主變反充電 時間長 達 3 是使事故擴大并發(fā)展的主要原因 事故發(fā)展的過程 由于 相無勵磁分接開關調(diào)整不到位 不排除由于運行年久使接 觸壓力有所減小的可能性 在變壓器空載運行時在級電壓作用下 可能產(chǎn)生局部放電 但是由于此時一次電流很小 觸頭間并沒有出 現(xiàn)嚴重過熱現(xiàn)象 當一次側(cè)通過負載電流 約 190 后動 靜觸 頭之間開始發(fā)熱 放電 附近油溫開始上升 溫度上升使得動觸 頭彈性進一步下降 動 靜觸頭之間壓力進一步降低 發(fā)熱更加嚴 重 形成惡性循環(huán) 結(jié)果是 動 靜觸頭在電與熱的作用下融化 燒蝕 無勵磁分接開關絕緣筒內(nèi)的絕緣油在高溫下氣化產(chǎn)生強 大的壓力使絕緣筒烤糊脹裂 輕 重瓦斯繼電器動作 一次開關跳 閘 但由于二次保護沒有動作 與之并聯(lián)運行的另 1 臺變壓器通 過 66 連接引線向該變壓器送電 此時 相無勵磁分接開 關內(nèi)分接引線間已經(jīng)是短路狀態(tài) 從而造成 相高壓繞組嚴重燒 損 其產(chǎn)生的強大的氣體壓力是造成高 中 低壓三相套管爆炸 的直接原因 根據(jù)上述分析 無勵磁分接開關故障是造成此次事故的直接 原因 該變壓器采用的是楔形無勵磁分接開關 楔形開關動觸 頭為楔形 楔形觸頭上有一彈簧將楔形觸指頂壓于靜觸頭上 動靜 觸頭之間的壓力依靠楔形觸頭上的彈簧彈性壓力 該彈簧彈性 基本不會發(fā)生大的劣化 因而接觸壓力基本不會發(fā)生變化 在調(diào) 節(jié)檔位時 用扳手旋動調(diào)節(jié)盤上的螺桿 當調(diào)到某個檔位后 應將 扳手稍許回調(diào)不動方調(diào)整到位 操作手感很不好 實踐證明很 容易造成誤操作 5 預防措施預防措施 運行經(jīng)驗表明 各種類型的無勵磁分接開關都出現(xiàn)過程度不 同的故障 有的還導致事故的發(fā)生 故障原因很多 統(tǒng)計表明 絕 大多數(shù)的故障類型是動 靜觸頭接觸不良 造成動 靜觸頭接 觸不良的原因大致有四個 一是運行過程中由于電磁力而形成的 機械振動 二是由于安裝工藝不良而造成機械變形使得動 靜觸 頭接觸不到位 三是操作人員由于不清楚操作要領而導致誤操作 四是運行年久由于彈簧劣化而造成動 靜觸頭間壓力減小 由于彈簧劣化而造成接觸不良的多為鼓形開關 其結(jié)構類似 于楔形開關 不同之處在于鼓形開關動觸頭為盤形彈簧 與靜觸頭 之間的接觸壓力完全靠盤形彈簧的彈性壓力 一旦運行年久 特 別是經(jīng)過大電流后 彈簧容易發(fā)生退火 從而使彈性壓力降低 造 成接觸不良 此外 鼓形開關檔位調(diào)節(jié)采取用手扳動的調(diào)節(jié)方式 聽到一響聲表明已經(jīng)調(diào)節(jié)一檔 但到位程度無法從手感上判斷 因此也有可能造成操作 單相鼓形觸環(huán)式觸頭開關操作簡便 手 柄與觸頭轉(zhuǎn)動角度對應 過死點自動歸位 同時觸頭容量較大 但 早期產(chǎn)品觸頭中使用盤形蝸卷彈簧 因受彈簧工藝及結(jié)構制約 使 得各觸環(huán)接觸壓力及同一環(huán)兩觸點間接觸壓力嚴重不一致 致使 其接觸可靠性大打折扣 接觸電阻不穩(wěn)定 20 世紀 90 年代雖有 了改進型 改盤形彈簧為普通圓柱彈簧 基本解決了觸頭接觸問題 但 其傳動靈活性差 操作力矩較大 此次事故發(fā)生前的色譜跟蹤試驗不能確定故障的位置 也沒 有發(fā)現(xiàn)故障的嚴重性 這說明無勵磁分接開關缺陷有時是難以通 過色譜跟蹤試驗確定的 由故障發(fā)展為事故的過程是很快的 具有 突發(fā)性 但是進行油色譜跟蹤試驗卻是必要的 發(fā)現(xiàn)動 靜觸頭接觸不良缺陷比較有效的手段就是測量變 壓器的直流電阻 但是 直流電阻測試對于發(fā)現(xiàn)此類缺陷是有很 大局限性的 這是因為按照 無勵磁分接開關 標準 正常情況 下動 靜觸頭之間的接觸電阻小于 350 而電力變壓器高壓側(cè) 的直流電阻值遠遠大于這個數(shù) 如果不是接觸不良情況十分嚴重 很難通過直流電阻值大小來判斷無勵磁分接開關缺陷 另外 即 使測出的直流電阻值存在明顯問題時 也要在排除引線接頭螺紋 松動等可能原因后才能進一步分析分接開關存在缺陷的可能性 盡管如此 當懷疑無勵磁分接開關存在問題時測量直流電阻 仍然是非常必要的 長期以來通過測量直流電阻發(fā)現(xiàn)了許多無 勵磁分接開關故障 避免了很多事故 測量直流電阻最重要的就 是要注意對測試數(shù)據(jù)分析比較 一是三相之間要進行比較分析 二是測試值與出廠值及歷次測試數(shù)據(jù)分析比較 三是注意數(shù)值的 變化規(guī)