变压器铁芯多点接地的诊断及处理

09-20 阅读次数: 新闻作者:vns威尼斯vns9080李强,刘剑,解璞

0 引 言

变压器铁芯多点接地,是变压器较常见故障之一,据内蒙电力公司2001年统计,铁芯接地故障占变压器故障42%的比例,这类故障轻者造成铁芯局部过热,重者造成铁芯局部烧损。由于发生多点接地时故障点的位置不同,对查找和处理都有一定的难度。

1危害和原因

1.1铁芯多点接地故障的危害

变压器正常运行时,是不允许铁芯多点接地的。因为变压器正常运行中,绕组周围存在着交变的磁场,由于电磁感应的作用,高压绕组与低压绕组之间,低压绕组与铁芯之间,铁芯与外壳之间都存在着寄生电容,带电绕组将通过寄生电容的耦合作用,使铁芯对地产生悬浮点位。由于铁芯及其他金属构件与绕组的距离不相等,使各构件之间存在着电位差,当两点之间的电位差达到能够击穿其间的绝缘时,便产生火花放电。这种放电是断续的,长期下去对变压器油和固体绝缘都有不良影响,为了消除这种现象,把铁芯与外壳可靠地连接起来,使它与外壳等电位,但当铁芯或其他金属构件有两点或多点接地时,接地点就会形成闭合回路,造成环流,引起局部过热,导致油分解,绝缘性能下降,严重时,会使铁芯硅钢片烧坏,造成主变重大事故。

1.2 铁芯接地故障原因

(1)安装时疏忽使铁芯碰壳,碰夹件。

(2)穿芯螺栓钢座套过长与硅钢片短接。

(3)铁芯绝缘受潮或损坏,导致铁芯高阻多点接地。

(4)潜油泵轴承磨损,产生金属粉末,形成桥路,造成箱底与铁轭多点接地。

(5)接地片因加工工艺和设计不良造成短路。

(6)由于附件引起的多点接地。

(7) 由遗落在主变内的金属异物和铁芯工艺不良产生的毛刺、铁锈与焊渣等因素引起接地。

2处理方法

2.1 对于铁芯有外引接地线时,可在铁芯接地回路上串接电阻,以限制铁芯接地电流,此方法只能作为应急措施采用。

2.2 对于金属异物造成的铁芯接地故障,进行吊罩检查,可以发现问题。

2.3 对于由铁芯毛刺、金属粉末堆积引起的接地故障,用以下方法处理效果较明显。

(1)电容放电冲击法。

(2)交流电弧法。

(3)大电流冲击法,即采用电焊机。

3 铁芯多点接地故障判断及处理

现以丰镇电厂#1主变为例介绍如何分析、判断和处理铁芯多点接地故障。

3.1丰镇电厂

#1主变压器是保定变压器厂生产,型号为SFP-240000/220,在1993年1月底投入使用,4月发现主变铁芯多点接地。当时实测的环流为7.5A,万用表实测铁芯对地绝缘5kΩ,色谱分析未发现总烃超标。根据数据分析#1主变铁芯接地故障不很严重,决定采取临时措施,在铁芯工作接地串接一电阻将环流限制在100mA以下,同时定期对环流和串联电阻电压进行测量,加强绝缘油的色谱分析。变压器工作接地串联一300Ω电阻后,实际测量环流为37.5mA,铁芯对地电压12V,色谱分析正常,之后一直跟踪监视故障点的产气率。

3.2 油色谱跟踪试验分析

油色谱跟踪的数据如表所示(单位:ppm )

测量日期 一氧化碳 二氧化碳 甲烷 乙烷 乙炔 乙烯 总烃
1993.5.11 35.61 141.25 412.15 46.78 16.9 0 60.19 123.87
1993.5.17 44.51 140.58 405.30 47.01 15.52 0 57.93 120.46
1993.6.7 44.51 191.4 462.06 55.93 15.45 0 58.28 129.66
1993.6.21 43.5 271.67 724.06 58.51 19.06 0 74.03 151.6
1993.7.5 39.79 228.04 700.27 55.52 17.58 0 73.42 146.52
1993.7.21 45.83 276.25 824.62 52.98 16.35 0 73.19 142.52
1993.8.22 58.38 454.83 1109.79 47.52 19.23 0 59.1 125.85
1993.9.13 46.25 412.93 981.13 42.5 13.62 0 51.19 107.31
1993.10.9 45.69 446.88 1183.39 46.78 20 0.46 66.09 133.33
1993.11.3 32.31 481.51 959.53 46.12 16.15 0 59.79 122.06
1994.2.28 20.42 395.68 1156.36 37.43 26.45 0 55.89 119.77
1995.6.13 15.2 494.7 924.8 24.9 20.7 0.51 47.8 93.91

从1993年5月到1995年5月,总烃含量(100~150ppm)数据偏高说明变压器内部有过热点,但从总烃量上看,过热点还不能说十分严重。

3.3 从多次测量铁芯电压来看,铁芯电压维持几伏,未有大的变动,说明铁芯多点接地是稳定的。

3.4 主变吊芯检查

96年6月8日由保定变压器厂、内蒙电科院、丰镇发电厂共同对#1主变进行吊芯检查,在吊起C相线圈后(线圈绑带存在问题),用2500V摇表测量铁芯绝缘电阻时,发现B相低压侧下夹件磁屏蔽处有放电声,即为铁芯接地点,如拆B相下夹件磁屏蔽必须吊出B相线圈,但是根据磁屏蔽的安装结构特点,认为是金属发丝类物体造成铁芯多点接地故障。

3.5 消除故障方法

通过以上综合分析,造成铁芯多点接地,可能是由于铁芯毛刺、焊渣或悬浮物引起的接地故障。如果利用电焊进行大电流冲击法,现场操作不方便,点焊时间不好掌握,易造成铁芯绝缘受损。通过比较决定用电容放电法进行处理,电容器瞬间放电产生的巨大电流将熔化或烧断残留杂物,或者电容器瞬间大冲击电流产生的电动力使残留杂物移开原来位置。

图1 电容放电冲击法原理图
图1 电容放电冲击法原理图

UC ---电容电压

C-----电容50Μf

K-----开关

利用开关K合到1侧给电容充电,先充500V,充好后将开关迅速切换到2侧放电,这样多次观察铁芯放电或发热点,未发现问题再充1000V电压放电,最高允许充到3000V电压,几次放电后,铁芯接地现象消除了,测铁芯对地绝缘为2500MΩ,满足大于200MΩ的要求,测量线圈绝缘电阻、介损及漏泄电流与预试时基本相同。经过几年的铁芯接地电流监测和预试,均无异常,说明这种处理方法取得了预期效果。由此可见,即使不吊罩也可以采用电容放电冲击法将悬浮物烧掉,有时也会将不稳定金属冲掉,这种方法简单快捷。当然有吊罩机会,结合滤油,采用电容放电冲击法查找并处理铁芯多点接地是非常理想的。

4 防范措施

一般在制造时认真清理内部遗留的杂质,油质干净,新变压器安装时,现场应吊罩检查铁芯夹件,同时认真清理油箱,积极开展运行变压器的定期工作,发现铁芯多点接地要及时消除。

5 结论

(1)发现铁芯多点接地故障时,可采用气相色谱法和监视接地电流来跟踪监测。

(2)可以通过直流法和交流法来判断铁芯故障点。

(3)由铁芯毛刺或浮物引起的接地故障可采用电容放电的方法,但要注意电压大小,此方法不需要对变压器进行吊罩,可减少停电时间,提高供电可靠性。

(4)在变压器安装和大修时,要注意对变压器内部的清理工作,特别对铁芯槽和各间隙处要用油或氮气来冲吹清理。

[参考文献]

[1] 陈化钢 《电力设备预防性试验方法及诊断技术》 中国科学技术出版社

[2] 国标 《变压器油中溶解气体分析和判断导则》 DL/T722-2000

[3] 国标 《电力变压器检修导则》 DL/T 573-95

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