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中国电业【2020年第7期】

  • ID:271850
  • 浏览:6705
  • 学科:产业经济
  • 更新时间:2020-07-17 15:16:34
  • 期刊: 中国电业
内容简介
《中国电业》杂志创办于1950年,是全国电力行业创办时间最早、覆盖面最广、影响最大的杂志。杂志以多种形式准确、及时、深刻地反映电力工业的改革和发展,以深度调查和理论探讨形成独到风格,在国际国内及电力行业内外都有较大影响,在电力媒体中长期处于领军位置。

关于 220kV变压器短路故障的探讨

2020-07-17 15:23:08 产业经济 康月明
资料简介

摘要: 变压器是变电站最重要的电气设备之一,它提供了可靠且有效的电压变换方法。变压器的故障多为绝缘引起的。变压器的电气试验是诊断变压器绝缘状况的重要依据。本文对 关于 220kV变压器短路故障的探讨进行分析,以供参考。

关于 220kV变压器短路故障的探讨

康月明

宁夏回族自治区电力设计院 宁夏银川 750001

摘要:变压器是变电站最重要的电气设备之一,它提供了可靠且有效的电压变换方法。变压器的故障多为绝缘引起的。变压器的电气试验是诊断变压器绝缘状况的重要依据。本文对关于220kV变压器短路故障的探讨进行分析,以供参考。

关键词:220kV变压器;短路故障;探讨

引言

变压器作为变电设备的核心,通过电磁感应原理实现电能传递,改变电压电流,提供满足生产生活中所须的合格电能。有载调压分接开关能在变压器励磁状态下变换分接位置,通过改变高压绕组有效匝数调整电压比,从而实现有载调压的目的,相对频繁的操作使其故障概率较高,在电网设备运行故障统计中,变压器本体故障率并不高,分接开关引发的故障占到变压器故障率的50%以上。

1220kV变压器故障特征

1)在保护电路动作时,存在不达标的情况,大多变电站都存在短路电流与短路时间未达到国家标准GB1094-5的要求,变压器组相之间就产生比较严重的损坏,给企业造成了较大的损失。2)绕组的变形或者是损坏均发生在低压侧绕组即变压器内绕组,其他绕组基本没有损坏。3)最终导致短路故障的发生,均出现在低压侧,有些变压设备为非接地系统,所以一旦发生故障,造成整体系统绝缘能力不足,容易诱发短路。4)根据对故障变压器的综合应用与分析来看,大多存在变压器自身抗短路能力不够等情况,抗冲击能力较弱。

2变压器短路故障的分析

2.1变压器短路故障

变压器发生短路故障的诱因非常多,其发生故障时的表现、特征也多种多样,发生短路时,电路中短时流过巨大的电流,有时候甚至达到正常运行时电流的几十倍。短时间内,剧烈增加的电流,将产生巨大的电磁力,绕组在巨大电磁力的作用下可能会发生严重破坏,进而导致一系列事故的发生。1)变压器发生故障后,首先是产生激变的电流,从而在绕组中产生较大的电磁力,导致变压器绕组机械失稳变形,触发短路,可能进一步导致整台设备短路起火。2)通常情况下,变压器发生短路故障时,绕组发生较大破坏的区域均处于低压绕组,出现绕组的严重机械变形。3)变压器内绕组若为螺旋式结构,当短路故障产生时,在绕组电磁力的作用下,绕组受到沿圆周方向的旋转力,从而导致绕组端部的绝缘体被甩出,加剧了绕组在轴向上的失稳与破坏情况。4)根据研究,众多的变压器在短路发生时,绕组自身并未出现过热的现象,绝缘层完好,无融化现象。因此可以把变压器短路破坏更多地理解为动稳破坏,而不是热破坏,变压器自身结构的材料设计余量是足够的。

2.2分接开关故障

有载分接开关在干式变压器中的应用较为频繁,同时,其内部组成机构极为复杂,故障多发位置在其触头部位,其对于变压器的正常运行具有重要的影响。分接开关切换过程会使触头表面较易被氧化腐蚀,产生一定厚度的氧化膜,导致触头接触不良,多次使用也会降低分接开关内部弹簧的弹性,导致分接开关失效。

2.3套管故障

套管作为变压器的重要组成部分,长时间使用过程中受电场影响、环境的侵蚀,主要起着保护引线的作用。套管故障形式包括套管位移、局部放电、套管爆炸等,其中一旦套管发生爆炸故障,将会使损毁整个变压器内部结构,整个变压器不能正常工作;套管位移或者开焊,极有可能使变压器进水,引起变压器绕组短路,甚至变压器烧毁故障。

3变压器抗短路的技术措施

3.1合理布局,提高变压器整体稳定性

合理的布局对变压器的性能具有重要影响,一般绕组要均匀地与铁心柱接触,同时要增多撑条根数,加大导线截面;尽量拔绕组绕紧提高整体性,变压器应进行绕组预装,保持绝缘件干燥,出线头与汇流排的支撑与固定,确保稳定。

3.2绕组采用换位导线

绕组采用换位导线,可以有效降低漏磁通量下的环流作用,因而间接地减小了绕组间的电磁力。

3.3绕组直流电阻试验数据

绕组直流电阻测试,中、低压侧绕组直流电阻测试值与原始值保持一致,高压侧A、B相绕组直流电阻测试值与原始值保持一致,高压侧C相绕组直流电阻第1至17档测试值均为307.9mΩ,档位进行切换时,其绕组直流电阻值均无变化,说明C相高压侧在档位切换过程中实际档位位置未发生变化。

3.4其他检测情况

绕组变形测试、绝缘电阻测试、绕组介损及电容量测试、套管试验、长时感应耐压试验、局部放电测量及耐压后色谱实验数据均正常。

4运行注意事项及预防措施

4.1重视设备品控管理

设备监造过程中应对变压器的产品细节和组装工艺重点监督,如本次事故中的转换开关动触头锉修情况等,存在的设计缺陷和质量问题应及时和制造厂沟通消除。

4.2有针对性的关注有载分接开关油品

变压器常规油样化验目的是保证变压器油本身的绝缘,对乙炔、氢气这两个参数比较重视,油色谱分析主要是针对油分解气体(包括H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、总烃)含量,因为这些杂质会降低变压器油的绝缘性能。而硫化物本身不会影响油的绝缘性能,所以在油样化验和分析中不作要求,但实际运行中硫化物污染金属部件尤其是镀银触头,造成接触电阻增大形成放电点过热而损坏,所以要加强油样检测,加装在线滤油装置,每隔半年至一年或分接开关变换次数达到2000~4000次时应至少进行一次油样检查并增加硫化物含量分析。

4.3轻瓦斯保护动作处理

发现有瓦斯保护信号动作时值班人员应立即对变压器进行外部检查,检查项目为油枕中的油位及油色,变压器的电压、电流、温度和声音等变化。瓦斯保护动作的原因有很多种,可能是因滤油、加油或冷却系统不严密致使空气进入变压器;或因温度下降或漏油导致油位缓慢降低;或是变压器内部产生故障产生少量气体;或是因为保护装置的二次回路故障引起的。在经外部检查发现无任何异常时,则应查明瓦斯继电器中气体的性质。若瓦斯继电器发出的信号是由于变压器内部油分解产生的空气而动作,值班人员则应放出瓦斯继电器内积聚的空气,并且注意下次信号动作的间隙时间,如果不久信号消失说明变压器无故障,如果动作时间间隙逐次缩短,则表明变压器所对应断路器即将跳闸,值班人员应将瓦斯保护的跳闸回路切断,并且立即上报准备切换投入备用变压器运行。

4.4变压器着火事故处理

变压器着火应首先断开其电源,迅速使用灭火装置进行灭火。如果油溢出在变压器顶盖上面着火,立即打开下部油门放油至适当油位;若是变压器内部故障而引起的着火,则不能放油,不然变压器将有可能发生严重爆炸。由于变压器故障导致着火事故的后果十分严重,值班人员更应当高度警惕,作好各种情况下的事故预案,提高面对紧急状态和突发事故下解决问题的应变技能,努力将事故的影响降低到最小范围。

结束语

变压器油枕是变压器的重要组成部分,负责变压器绝缘油在热胀冷缩时的油面调节,油枕的密封性良好是防止变压器绝缘油老化、劣化的重要保证,保证油枕密封性是防止变压器绝缘事故的重要措施之一;变压器大检修时不仅要对本体和绝缘油进行检查,还应对油枕、有载分接开关等进行全面检修;对老旧变压器等电气设备应适当缩短大检修的周期,这是防止老旧电气设备事故的重要措施之一。

参考文献

[1]阴锡君图像融合技术在变电站设备热故障监测中的应用研究[J].科技通报,2019,35(12):121-124+129.

[2]陶伟,基于自适应RBF神经网络的电网变压器故障检测[J].科技通报,2019,35(12):220-113.

[3]缸明义一种变压器励磁涌流的新型鉴别方法[J].北方学院学报(自然科学版),2019,35(11):20-25.

[4]李刚电力变压器故障预测与健康管理:挑战与展望[J].电力系统自动化,2017,41(23):156-167.