突發(fā)短路故障的缺陷分析

1、突發(fā)短路故障的缺陷分析引言 近年來變壓器突發(fā)短路沖擊后損壞幾率大增，已占全部損壞事故的 40%以上。變壓器經(jīng)受突發(fā)短路事故后狀況判斷、能否投運，成為運 行單位經(jīng)常要決策的問題。以前變壓器發(fā)生突發(fā)短路事故以后，需要 組織各方面專家分析事故成因，然后確定試驗方法，根據(jù)試驗結(jié)果繼 續(xù)分析或者追加試驗。這種分析、搶修機(jī)制已不適應(yīng)當(dāng)前電網(wǎng)停電時 間限制、高可靠性以及事故嚴(yán)重性等情況。北京供電局修試處總結(jié) 300 余臺 110kV及以上電壓等級變壓器多年運行維護(hù)經(jīng)驗形成了一套固定 的短路突發(fā)事故試驗分析方法，即油色譜分析、絕緣電阻試驗、繞組 直阻試驗和繞組變形試驗“四項分析”。實踐證明，“四項分析”基 本

2、能夠滿足變壓器突發(fā)事故的分析要求。1分析項目1.1 變壓器油中溶解氣體色譜分析 用于判斷變壓器內(nèi)是否發(fā)生過熱或者放電性故障。該項目對變壓 器突發(fā)事故的故障判斷十分敏感，但需要儀器精度高，僅適于在試驗 室進(jìn)行，故比較費時。實踐中，多數(shù)情況下對缺陷的初步定性要依靠 它，綜合分析也要結(jié)合色譜分析結(jié)果進(jìn)行，而且該方法能判斷出很多 別的試驗無法發(fā)現(xiàn)的缺陷，例如中興莊變電站 35kV原#1 變壓器突發(fā)事 故后，無載分接開關(guān)處放電，但直阻試驗反映不出來，只有色譜分析 才能發(fā)現(xiàn)。1.2 絕緣電阻試驗 變壓器各繞組、鐵心、夾鐵、外殼相互之間的絕緣電阻是否正 常，是常用的簡易檢查項目。如老君堂變電站 220kV原

3、#1 變壓器事故 掉閘后首先進(jìn)行絕緣電阻試驗，很快發(fā)現(xiàn)三側(cè)繞組和鐵心對地的絕緣 電阻幾乎為 0，馬上就判斷為縱絕緣擊穿且鐵心燒損，與吊罩檢查結(jié)果 相符；又如下面述及的 110kV 林河變電站 #2 變壓器，也是借助絕緣電 阻試驗確定了缺陷位置。1.3 繞組直阻試驗 直阻試驗檢查導(dǎo)電回路中分接開關(guān)接觸是否良好、引線接頭焊接 或接觸是否良好、繞組是否斷股、匝間有無短路等缺陷，可配合多種 試驗共同確定缺陷，被 1997 年的部頒預(yù)試規(guī)程確定為變壓器最重要的 電氣試驗項目。由于電網(wǎng)短路容量越來越大，短路事故在直阻方面的 反映往往很明顯。如北土城變電站 110kV原#2 變壓器事故后，通過繞 組變形試驗

4、發(fā)現(xiàn)低壓繞組異常，但絕緣電阻正常，色譜分析結(jié)果表明 發(fā)生了涉及絕緣部位的放電，最后依靠低壓三相直阻不平衡的試驗結(jié) 果分析出：低壓繞組明顯變形且繞組嚴(yán)重受損，須進(jìn)行大修。大修時 發(fā)現(xiàn)幾乎所有的繞組都已經(jīng)扭曲變形，內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p壞。 1.4 繞組變 形試驗它是通過各線圈在高頻下的響應(yīng)特性來判斷其結(jié)構(gòu)和周圍狀況是 否發(fā)生明顯變化的新型試驗項目。如 220kV懷柔變電站 #1 變壓器 1997 年 3 月發(fā)生套管爆炸事故，由于不知線圈內(nèi)部狀況，不能決定是否更 換線圈，后根據(jù)繞組變形試驗結(jié)果正常的結(jié)論確定不再更換線圈。在 大短路容量的電網(wǎng)中近年變壓器發(fā)生出口短路事故比率較高 （ 例如華北 電網(wǎng) 1998

5、年的 4 起變壓器事故中 3起源于短路沖擊 ） ，而繞組變形是 其中常見的嚴(yán)重缺陷，所以該項目是現(xiàn)場決定變壓器是否投運的主要 依據(jù)，有其它試驗項目不可替代的作用。 220kV老君堂變電站原 #2 變 壓器短路事故后所有電氣和色譜試驗均正常，但繞組變形試驗表明繞 組已經(jīng)變形并在大修時被確認(rèn)。該項試驗在北京供電局已經(jīng)開展 4 年，共進(jìn)行 229臺次，其中事故后試驗 46臺次，發(fā)現(xiàn)缺陷 10 起，沒 有一起判斷錯誤的情況。近 3 年來，共進(jìn)行了 40 余次事故搶修，依照上述“四項分析”分 析無一誤判?？梢?，這套分析方法比較適于現(xiàn)場，但必須強(qiáng)調(diào)：“四 項分析”要綜合起來使用，方能得出正確的結(jié)論。2 應(yīng)

6、用分析油色譜分析表明：總烴含量急劇增加， CO、 CO2增加較少，結(jié)論 為變壓器內(nèi)部存在突發(fā)性的裸金屬部位的放電。電氣試驗分析表明： 繞組直流電阻試驗正常；繞組變形試驗發(fā)現(xiàn)低壓繞組略有疑點；絕緣 電阻試驗發(fā)現(xiàn)低壓繞組對高壓繞組、鐵心及地的絕緣僅有25M。進(jìn)行分解試驗以查找缺陷位置：高壓繞組對低壓繞組、鐵心以及地絕緣電 阻正常；鐵心對高、低壓繞組及地絕緣電阻正常。判斷結(jié)果是：低壓 繞組非線圈部位對地部位的絕緣有問題。綜合分析：變壓器內(nèi)部發(fā)生突發(fā)性的裸金屬部位放電，但繞組變 形、直流電阻試驗又未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷，故線圈本身有缺陷的可能性很 小；低壓繞組有微弱的變形，對地絕緣只有 25M，故低壓繞組接近變 壓器箱體的部位 （尤其是出線處即低壓繞組對地部位 ） 因短路沖擊 而放電的可能性最大；低壓繞組出線處的手孔可以打開，故可方便地 在現(xiàn)場檢查。變壓器內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)：低壓內(nèi)部引線銅排的多個木夾板中，有兩 處沒有包扎銅排的輔助絕緣，其中低壓引線上部木夾件處銅排有相間 短路放