【培訓課件】變壓器鐵芯接地

1、【培訓課件】變壓器鐵芯接地變壓器鐵芯接地目錄1、前言.32、鐵芯接地產生原因.43、鐵芯接地測試.64、鐵芯接地的處理方法.105、案例分析.136、結論前言 電力變壓器在正常運行時 ，繞組周圍存在電場而鐵心和夾件等金屬構件處于電場中， 若 鐵 心未可靠接地，則會產生放電現(xiàn)象， 損 壞 絕 緣 。因 此，鐵心必須有一點可靠接地。 如果 鐵芯由于某種原因出現(xiàn)另一個接地點， 形 成 閉 合 回 路 ，則 正 常 接 地 的引線上就會有環(huán)流。 其一方面造成鐵芯局部短路過熱甚至局部燒損，另一方面由于鐵心的正常接地線， 產 生 環(huán) 流 造成變壓器局部過熱 也 可 能 產 生 放電性故障。 因此準確及時診

2、斷變壓器鐵芯接地故障并采取積極措施 ，對于系統(tǒng)的安全 穩(wěn) 定 運 行 意義重大。鐵芯接地產生原因 大型電力變壓器在運行過程中 發(fā) 生鐵芯接 地缺陷主要包括以下幾方面 1、變壓器在制造或大修過程中 ，如 果 鐵 刷 絲起重用的鋼絲繩的斷股及微小金屬絲等被遺留在變 壓 器 油 箱 內，當變壓器運行時 這 些 懸 浮 物 在 電磁場的作用下形成導電小橋 ，使鐵心與油箱短接。這種情況常常發(fā)生在油箱底部。 2、潛油泵軸承磨損產生的金屬粉末進入主變油箱中導致鐵心與油箱短接 3、變壓器油箱和散熱器等在制造過程中 ，由于焊渣清理不徹底當變壓器運行時在油流作用下雜質往往被堆積在一起。 使鐵芯與油箱短接這種情況在

3、強油循環(huán)冷卻變壓器中容易發(fā)生。4、鐵芯上落有金屬雜物， 將鐵心內的絕緣油道間或鐵芯與夾件間短接。5、變壓器進水使鐵芯底部絕緣墊塊受潮， 引起鐵芯對地絕緣下降。6、鐵心下夾件墊腳與鐵軛間的絕緣板磨損脫落造成夾件與硅鋼片相碰。7、夾件本身過長或鐵心定位裝置松動 ，在器身受沖擊發(fā)生位移后夾件與油箱壁相碰。8、下夾件支板距鐵芯柱或鐵軛的距離偏小， 在器身受沖擊發(fā)生位移后相碰。9、上下鐵軛表面硅鋼片因波浪突起與 鋼 座套或夾件相碰。10穿心螺桿或金屬綁扎帶絕緣損壞與鐵芯或夾件等相碰。鐵芯接地測試1、運行中的檢測方法 在運行中， 可以通過使用鉗形電流表測量鐵芯外接地線中的電流來判斷鐵心是否存在多點接地故障

4、 。該電流一般不大于100mA 如果電流達到1A以上則可判斷鐵芯存在多點接地故障。 如變壓器的鐵芯和上夾件分別引出接地還可通過分別測量其接地線中的電流來大致判斷故障部位。如圖1 圖一2、停電后的檢測方法 停電后未吊罩時 ，可以通過使用兆歐表測量鐵心和夾件等引出的應一點接地的絕緣電阻來判斷是否存在多點接地故障。3、氣相色譜分析 對油中含氣量進行氣相色譜分析 也 是 發(fā) 現(xiàn) 變壓器鐵心接地最有效的方法之一 。出現(xiàn)鐵芯接地故障 的 變 壓 器 其油色譜分析數據中 總 烴 含 量 超 過變壓器油中溶解氣體和判斷導則GB/T7252-1987規(guī)定的注意值其中C2H2或者C2H4 含量低或沒有。若乙烯或者

5、乙炔也超過注意值則可能是動態(tài)接地故障。 氣相色譜分析法可與前兩種方法綜合使用 以 判 定 鐵心是否多點接地鐵芯接地的處理方法1、不吊芯臨時串接限流電阻 運行中發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯多點接地故障后，為保證設備的安全，均需停電進行吊芯檢查和處理。但對于系統(tǒng)暫不允許停電檢查的，可采用在外引鐵芯接地回路上串接電阻的臨時應急措施，以限制鐵芯接地回路的環(huán)流，防止故障進一步惡化。 在串接電阻前，分別對鐵芯接地回路的環(huán)流和開路電壓進行測量，然后計算應串電阻阻值。注意所串電阻不宜太大，以保護鐵芯基本處于地電位;也不宜太小，以能將環(huán)流限制在0.1A以下。同時還需注意所串電阻的熱容量，以防燒壞電阻造成鐵芯開路。 2、吊芯檢

6、查 (1)分部測量各夾件或穿心螺桿對鐵芯(兩分半式鐵芯可將中間連片打開)的絕緣以逐步縮小故障查找范圍。 (2)檢查各間隙、槽部重點部位有無螺帽、硅鋼片、廢料等金屬雜物。 (3)清除鐵芯或絕緣墊片上的鐵銹或油泥，對鐵芯底部看不到的地方用鐵絲進行清理。 (4)對各間隙進行油沖洗或氮氣沖吹清理。 (5)用榔頭敲擊振動夾件，同時用搖表監(jiān)測，看絕緣是否發(fā)生變化，查找并消除動態(tài)接地點。 3、放電沖擊法 由于受變壓器身在空氣中暴露時間不宜太長的限制，以及變壓器本身裝配形式的制約，現(xiàn)場很多情況下無法找到其具體確切接地點。特別是鐵銹焊渣懸浮、油泥沉積造成的多點接地，更是難于查找。此類故障可采用放電沖擊法，這種方

7、法要根據現(xiàn)場具體情況、接地方式和接地程度，在吊芯或不吊芯狀態(tài)下可進行。 現(xiàn)場應用時，主要有電容直流電壓法和電焊機交流電流法。電焊機交流電流法只適用于金屬性接地故障，但電流不好控制，而現(xiàn)場這種情況極少，接地電阻大都幾百歐以上。電容直流電壓法現(xiàn)場取材較困難，操作不便且不安全，也不宜推廣。根據檢修實例和現(xiàn)場經驗，本文介紹一種安全可靠、操作簡便，而且利于快速就地取材的方法。這種方法就是利用高壓電氣試驗用升壓變壓器進行放電沖擊。現(xiàn)場應用時注意換算好二次電壓，由于鐵芯對地絕緣墊片很薄，故二次電壓不能高于2500V。 案例一某變壓器是一電力變壓器廠 1997年 4月 生 產的 產 品 1998年 7月 投

8、運 型 號 為ODFPSZ-250000/220在2006 年12 月進行鐵心接地電流測量試驗中發(fā)現(xiàn)電流超標( 規(guī)定要求接地電流不大于100mA)具體數據及最近一次試驗數據如表1 所示 表1歷次停電預試鐵心絕緣數據如表2 所 示歷 次油色譜分析數據如表3 所示缺陷分析v結 合 表1 及 表2 試驗數據分析認為 鐵 心與夾件間絕緣存在絕緣薄弱環(huán)節(jié)。在運行過程中絕緣劣化出現(xiàn)鐵心與夾件連通狀態(tài)，從而在磁通作用下鐵心與夾件間形成環(huán)流 ，導致鐵心接地電流與夾件接地電流同時增大。 由鐵心和夾件接地電流數值近似相等現(xiàn)象認為， 鐵心除本身接地點和通過夾件薄弱環(huán)節(jié)接地點外沒有其他接地點。v表 3數據表明各種成分

9、均有緩慢增長 其中CO CO2 C2H2的增長為明顯， 應該為固體絕緣存在缺陷。v同時對 2006年12 月 15日變壓器油色譜分析數據進行三比值法分析 。編碼為0、2、2 對應故障為高溫過熱故障 (大于700。C) 結合以上分 析 認 為可能是引線夾件螺絲松動或接頭焊接不良及鐵心漏v磁以及鐵心多點接地等。(C2H2 含 量 較 低 應 用 該 方法意義并不是很大只作為參考。)采用試驗方法確認分析結果v綜合以上分析 為進一步確認分析結果進行如下試驗。如圖2 所示，滑線變阻器調至零阻值并合上刀閘，打開接地引線后打開刀閘， 此時滑線變阻器已串入夾件接地引線。 在變化滑線變阻器阻值同時記v錄電壓和電

10、流表讀數。 所得試驗結果如表4 所示，試驗結束后合上刀閘， 將接地引線恢復后拆除其余試驗接線。 此試驗選取夾件引線而非鐵心引線串入試驗回路。 是為減輕試驗中出現(xiàn)意外開路造成懸浮而產生的不良后果。v由表4 試驗數據中鐵心與夾件電流同時減小的現(xiàn)象可以確認，鐵心與夾件間絕緣不良，而非鐵心對地存在多點接地，同時為選取串聯(lián)電阻阻值提供依據。帶電處理方法 由于該變電站為樞紐變電站， 供 電 負 載 較 大，短期內不能安排停電檢修。 為限制鐵心與夾件間環(huán)流從而減緩絕緣裂化， 決定在夾件接地引下線中串入電阻 。由上述試驗數據選取兩只容量為1000w阻值為600 電阻并聯(lián)作為串聯(lián)電阻, 同時并聯(lián)一刀閘以便測量不

11、串電阻時的接地電流. 在串入電阻后夾件接地電流為 鐵 心 接地 電 流 為 22mA滿足規(guī)程要求的小于100mA 標準. 在長期運行中電流值穩(wěn)定 油色譜數據穩(wěn)定,說明已消除該缺陷。案例2內蒙古豐鎮(zhèn)電廠內蒙古豐鎮(zhèn)電廠#1主變壓器是保定變壓器廠生產，型號為主變壓器是保定變壓器廠生產，型號為SFP-240000/220，在，在1993年年1月底投入使用，月底投入使用，4月發(fā)現(xiàn)主變鐵月發(fā)現(xiàn)主變鐵芯多點接地。當時實測的環(huán)流為芯多點接地。當時實測的環(huán)流為7.5A，萬用表實測鐵芯對地絕，萬用表實測鐵芯對地絕緣緣5k，色譜分析未發(fā)現(xiàn)總烴超標。根據數據分析，色譜分析未發(fā)現(xiàn)總烴超標。根據數據分析1主變鐵主變鐵芯接

12、地故障不很嚴重，決定采取臨時措施，在鐵芯工作接地串芯接地故障不很嚴重，決定采取臨時措施，在鐵芯工作接地串接一電阻將環(huán)流限制在接一電阻將環(huán)流限制在100mA以下，同時定期對環(huán)流和串聯(lián)電以下，同時定期對環(huán)流和串聯(lián)電阻電壓進行測量，加強絕緣油的色譜分析。變壓器工作接地串阻電壓進行測量，加強絕緣油的色譜分析。變壓器工作接地串聯(lián)一聯(lián)一300電阻后，實際測量環(huán)流為電阻后，實際測量環(huán)流為37.5mA，鐵芯對地電壓，鐵芯對地電壓12V，色譜分析正常，之后一直跟蹤監(jiān)視故障點的產氣率。，色譜分析正常，之后一直跟蹤監(jiān)視故障點的產氣率。油色譜跟蹤試驗分析油色譜跟蹤試驗分析從1993年5月到1995年5月，總烴含量(1

13、00150ppm)數據偏高說明變壓器內部有過熱點，但從總烴量上看，過熱點還不能說十分嚴重。主變吊芯檢查主變吊芯檢查 96年年6月月8日由保定變壓器廠、內蒙電科院、豐日由保定變壓器廠、內蒙電科院、豐鎮(zhèn)發(fā)電廠共同對主變進行吊芯檢查，在吊起鎮(zhèn)發(fā)電廠共同對主變進行吊芯檢查，在吊起C相相線圈后（線圈綁帶存在問題），用線圈后（線圈綁帶存在問題），用2500V搖表測量鐵搖表測量鐵芯絕緣電阻時，發(fā)現(xiàn)芯絕緣電阻時，發(fā)現(xiàn)B相低壓側下夾件磁屏蔽處有放相低壓側下夾件磁屏蔽處有放電聲，即為鐵芯接地點，如拆電聲，即為鐵芯接地點，如拆B(yǎng)相下夾件磁屏蔽必須相下夾件磁屏蔽必須吊出吊出B相線圈，但是根據磁屏蔽的安裝結構特點，認相

14、線圈，但是根據磁屏蔽的安裝結構特點，認為是金屬發(fā)絲類物體造成鐵芯多點接地故障。為是金屬發(fā)絲類物體造成鐵芯多點接地故障。消除故障方法消除故障方法 通過以上綜合分析，造成鐵芯多點接地，可能是由于鐵芯毛刺、焊渣或懸浮物引起的接地故障。如果利用電焊進行大電流沖擊法，現(xiàn)場操作不方便，點焊時間不好掌握，易造成鐵芯絕緣受損。通過比較決定用電容放電法進行處理，電容器瞬間放電產生的巨大電流將熔化或燒斷殘留雜物，或者電容器瞬間大沖擊電流產生的電動力使殘留雜物移開原來位置。 UC -電容電壓 C-電容50f K-開關 利用開關K合到1側給電容充電，先充500V，充好后將開關迅速切換到2側放電，這樣多次觀察鐵芯放電或發(fā)熱點，未發(fā)現(xiàn)問題再充1000V電壓放電，最高允許充到3000V電壓，幾次放電后，鐵芯接地現(xiàn)象消除了，測鐵芯對地絕緣2500M，滿足大于200M的要求，測量線圈絕緣電阻、介損及漏泄電流與預試時基本相同。經過幾年的鐵芯接地電流監(jiān)測和預試，均無異常，說明這種處理方法取得了預期效果。由此可見，即使不吊罩也可以采用電容放電沖擊法將懸浮物燒掉，有時也會將不穩(wěn)定金屬沖掉，這種方法簡單快捷