葛剛衛(wèi)

變壓器接地故障分析與處理

葛剛衛(wèi)①

(山西興能發(fā)電有限責任公司)

分析了變壓器最常見的鐵芯多點接地故障現(xiàn)象及原因,論述了故障的檢測及排除方法,旨在對變壓器的安全運行起到了指導性作用。

變壓器;鐵芯;多點接地;原因現(xiàn)象分析,處理

變壓器是電廠的重要設(shè)備,運行中一旦發(fā)生多點接地,就會使整個發(fā)電系統(tǒng)癱瘓,所以,變壓器多點接地作為變壓器常見故障,對其進行分析與處理顯得尤為重要。變壓器鐵芯只有一點接地,才是可靠的正常接地;當出現(xiàn)兩點及以上的接地,為多點接地。多點接地是鐵芯接地出現(xiàn)的異常現(xiàn)象,將導致鐵芯出現(xiàn)故障。

1 鐵芯多點接地時出現(xiàn)的異常現(xiàn)象

當變壓器鐵芯發(fā)生多點接地時,就會出現(xiàn)以下異?，F(xiàn)象。1)在鐵芯中產(chǎn)生渦流,空載損耗增加,鐵芯出現(xiàn)局部過熱。2)多點接地嚴重時,加上較長時間未得到處理,變壓器連續(xù)運行導致油和繞組過熱,使油紙絕緣逐漸老化。由此會引起鐵芯疊片兩片絕緣層老化而脫落,造成更嚴重的鐵芯過熱,鐵芯將會燒毀。3)較長時間多點接地,使油浸變壓器油劣化而產(chǎn)生可燃氣體,使氣體繼電器動作。4)因鐵芯過熱,使器身中木質(zhì)墊塊及夾件碳化。5)嚴重的多點接地,使變壓器失去了正常的一點接地,會使接地線燒斷。6)多點接地會引起放電現(xiàn)象。

2 鐵芯多點接地產(chǎn)生的原因

由上面鐵芯多點接地類型和產(chǎn)生的異常可以看出,多點接地的原因有以下幾點：

1)制造變壓器或更換鐵芯大修時,選用的硅鋼片質(zhì)量有問題,如硅鋼片表面粗糙不光滑,硅鋼片的絕緣漆膜或絕緣氧化膜脫落,造成片間短路,形成多點接地。2)硅鋼片保管不當,長期受潮,使其表面銹蝕嚴重,漆膜或氧化膜脫落,造成多點接地。3)鐵芯加工工藝不合理,如毛刺超標,夾有細小的金屬顆?；蛴操|(zhì)非金屬微粒等,疊裝后將疊片絕緣層破壞,造成片間短路。4)疊壓不當,疊壓系數(shù)取的過大,因壓力過大,破壞了片間絕緣。5)運行維護不當。變壓器長期超銘牌額定值運行使片間絕緣老化,平時又不巡視檢查,使鐵芯局部過熱嚴重,片間絕緣遭破壞,造成多點接地。

3 鐵芯多點接地故障的檢測

判定運行的變壓器是否為多點接地,通常采用油色譜分析和電氣測量兩種方法來檢測。

1)抽油樣進行氣體色譜分析。當變壓器發(fā)生故障時,為區(qū)分故障類型,可取油樣對油中含氣量及組分進行色譜分析。色譜分析中如發(fā)現(xiàn)氣體中的CH4及烯烴組分含量較高,而CO和CO2氣體含量和以往相比變化不大,或含量正常,則說明鐵芯過熱。鐵芯過熱可能是由于多點接地所致。色譜分析中如發(fā)現(xiàn)含有C2H2氣體,說明鐵芯已出現(xiàn)間歇性多點接地。

在判定故障性質(zhì)時,可按特征氣體法粗略判斷,或按三比值法做進一步分析判定。

2)交流法測定多點接地故障。交流法測量是用電流表測量接地系統(tǒng)中有無交流電流存在。測量方法是先給變壓器低壓繞組施加220～380 V的交流電壓,鐵芯中將產(chǎn)生磁通。打開鐵芯和夾件的連接片,用交流毫安表(或用萬用表交流mA檔)的兩接線電筆,沿鐵軛各級進行逐點測量。當毫安表中有電流值顯示,說明鐵芯接地正常,只有一點接地;當毫安表中指針為零(無電流讀數(shù)),說明被測處鐵芯疊片為接地故障點。

3)用交流電流表測量接地線有無電流?？捎描F心接地在線檢測裝置或用鉗表測量鐵心外引接地線中電流值。古交電廠采用鐵心通過接地小套管引出接地,加裝接地電流在線監(jiān)測裝置。變壓器鐵心正常接地(一點接地時,因無電流回路形成,地線上電流(在1A以下)很小或等于零;當鐵心出現(xiàn)多點接地時,鐵心主磁通周圍有短路匝存在,匝內(nèi)將有環(huán)流流通,其環(huán)流的大小取決于磁通被包圍的多少,一般可達幾十A。利用測量地線中有無電流,可很準確地判斷出鐵心有無多點接地故障。

4)直流法測定多點接地故障。先將鐵心與夾件的連接片打開,在鐵軛兩側(cè)的硅鋼片上施加6 V直流電壓,接著用直流電壓表(萬用表的直流電壓表檔)依次測量各級鐵心疊片間的電壓。當電壓表的指針指在零位上(讀數(shù)為0)或指針指示反向,則可認為被測處是故障接地點。

4 鐵心多點接地故障的排除

對運行變壓器出現(xiàn)的鐵心多點接地故障現(xiàn)象可按以下兩種方法加以排除。

1)變壓器不能停運時的排除方法。對有外接地線的變壓器,當發(fā)生多點接地故障時,若測得故障電流較大,可先臨時斷開地線,使變壓器處在無接地(正常一點接地)狀態(tài)下運行。采取此種措施應(yīng)注意的是要加強對運行的變壓器的監(jiān)視,以防故障點臨時消失后使鐵心出現(xiàn)懸浮電位。

當檢測和判定的多點接地故障是接地不良,屬不穩(wěn)定型?？刹扇≡诠ぷ鹘拥鼐€中串一滑線電阻,將電流限制在1A以下。具體做法：先將正常工作接地線打開,分別用電壓表和電流表測出電壓U及電流I,根據(jù)歐姆定律求出電阻R=U/I,從而來確定電阻阻值的大小;滑線電阻選取好后,將其串接在工作接地線中。

要加強監(jiān)視,可經(jīng)常取油樣進行色譜分析,判定故障點的產(chǎn)氣速率大小。如產(chǎn)氣速率緩慢,變壓器可繼續(xù)運行;若產(chǎn)氣速率較快,為防止故障擴大,應(yīng)將變壓器退出運行,組織檢修。

移接正常接地線位置。當鐵芯多點接地故障點位置在檢測中心已被確認,而又無法對其處理時,可采取將鐵心的正常工作接地片移至故障點同一位置,以便較大幅度地減小環(huán)流。

2)徹底檢修。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)變壓器存在多點接地故障后,對可及時停運的變壓器,或有同規(guī)格的備用變壓器可進行替換的,就應(yīng)該將其及時停運。變壓器退出運行后,應(yīng)徹底消除其多點接地故障。根據(jù)多點接地類型及原因,應(yīng)采取對應(yīng)的檢修措施。

對檢修后未將箱蓋上定位銷翻轉(zhuǎn)或除去造成多點接地的,應(yīng)將箱蓋上定位銷翻轉(zhuǎn)過去或去掉,使其不構(gòu)成多點接地。除掉定位銷(或翻過來)后,還應(yīng)進一步檢查是否有其他原因造成多點接地故障現(xiàn)象,如有,應(yīng)排除。

如因夾件肢板距芯柱太近,使翹起的疊片與其相碰,則應(yīng)調(diào)整夾件肢板和扳直翹起的疊片,使兩者間距離符合絕緣間隙標準。

由于鐵軛螺桿襯套過長,應(yīng)在檢修中將其擰下,鋸去一段,使其與疊片不相碰。夾件墊腳與鐵軛間的絕緣紙板脫落或破損者,應(yīng)按絕緣規(guī)范要求,更換一定厚度的新紙板。更換被磨損的潛油泵的軸承,且對變壓器油進行處理,徹底清除掉入油中的金屬顆?；螂s質(zhì)。檢修或更換箱蓋上的溫度計座套,使其與上夾件或鐵軛、旁柱間距離符合規(guī)定要求,杜絕相碰造成多點接地。清除油箱內(nèi)油中或器身中落入的金屬異物,以消除由其所構(gòu)成的接地故障。清除油箱底部及下夾件與鐵軛間木墊塊上的油泥污物,對變壓器油進行真空干燥處理,清除水分及潮氣,提高絕緣電阻值。由于鐵心疊片局部生銹或絕緣漆皮、氧化膜層脫落,可拆下這部分疊片,補涂硅鋼片漆,使片間有良好的絕緣層;對于表面不平度大,凹凸不平小坑密布,片間絕緣較差,而又無法修復的硅鋼片,應(yīng)加以更換。對于因多點接地故障而被燒斷的正常工作的接地線,應(yīng)按標準進行更換。對于木夾件因多點接地或鐵心過熱嚴重而被燒壞的,均按標準要求,予以更換。

5 結(jié)束語

變壓器發(fā)生多點接地將直接影響機組的安全穩(wěn)定運行,正確認識變壓器接地現(xiàn)象并及時處理,尤其是大小修后或變壓器運行時間過長,應(yīng)做到及早發(fā)現(xiàn)問題及早處理,確保機組運行穩(wěn)定。

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1672-0652(2010)增刊 -0033-02

葛剛衛(wèi) 男 1981年出生 2004年畢業(yè)于西安電力高等?？茖W校 助理工程師 古交 030206

2010-04-18