220kv變壓器瞬間短路故障原因研究和處理措施

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1、220kV變壓器瞬間短路故障原因研究和處理措施　　摘要：電力系統(tǒng)變壓器常出現(xiàn)瞬間短路故障等現(xiàn)象，既給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來經(jīng)濟(jì)損失，也給居民生活帶來諸多不便。本文對(duì)２２０ｋＶ變壓器油色譜監(jiān)測數(shù)據(jù)異常進(jìn)行分析，判定變壓器發(fā)生了瞬間短路故障，從電氣試驗(yàn)、變壓器吊罩檢查等方面分析故障的原因，提出更換變壓器Ｕ相中壓側(cè)升高座底部法蘭膠墊等處理措施。關(guān)鍵詞：220kV變壓器；瞬間短路；油色譜；乙炔中圖分類號(hào)：TM41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：引言電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，固體絕緣缺陷可能造成變壓器損壞甚至燒損的事故。以下通過變壓器油色譜數(shù)據(jù)，及

2、時(shí)發(fā)現(xiàn)一起變壓器瞬間短路故障，通過試驗(yàn)分析和吊罩處理，避免更嚴(yán)重故障的發(fā)生，保證設(shè)備安全運(yùn)行。一、油色譜監(jiān)測數(shù)據(jù)分析某２２０ｋＶ變壓器，型號(hào)為ＳＦＰＳＺ１０－１８００００／２２０，總油量為４３．９ｔ，設(shè)備投入運(yùn)行后一直正常未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。7２０１１年５月，色譜監(jiān)測數(shù)據(jù)正常，變壓器油中乙炔（Ｃ２Ｈ２）的體積分?jǐn)?shù)為０μＬ／Ｌ。２０１１年７月２７日，在例行試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)變壓器油中溶解氣體乙炔的體積分?jǐn)?shù)增加至３．５１μＬ／Ｌ，其他氣體的體積分?jǐn)?shù)也有增加，烴類甲烷（ＣＨ４）的體積分?jǐn)?shù)增幅最大，增加至９．４７μＬ／Ｌ。隨后加強(qiáng)色譜監(jiān)測，乙炔的體積

3、分?jǐn)?shù)逐漸增加至７．００μＬ／Ｌ左右，其他氣體的體積分?jǐn)?shù)基本穩(wěn)定。２０１２年３月２４日，在線監(jiān)測裝置發(fā)現(xiàn)變壓器油中乙炔的體積分?jǐn)?shù)由７．２０μＬ／Ｌ增加至２７．９３μＬ／Ｌ，超過注意值，除ＣＯ、ＣＯ２外，其他氣體的體積分?jǐn)?shù)也相應(yīng)增加。變壓器油色譜數(shù)據(jù)見表１。表１變壓器油色譜數(shù)據(jù)μＬ·Ｌ－１以表１中２０１１年１２月２３日和２０１２年３月２４日數(shù)據(jù)為基數(shù)，以２０℃時(shí)變壓器油的密度０．８９５ｋｇ／ｍ３進(jìn)行估算，計(jì)算可得變壓器油中乙炔的絕對(duì)產(chǎn)氣速率１１．６ｍＬ／ｄ，相對(duì)產(chǎn)氣速率１０５．８％，遠(yuǎn)超注意值０．２ｍＬ／ｄ和１０％。按照ＤＬ７２２－２０

4、００《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》推薦的三比值法，計(jì)算三比值編碼為“１０１”，判斷為局部放電故障。２０１２年６月２１日，變壓器油中乙炔的體積分?jǐn)?shù)為３０．５０μＬ／Ｌ，達(dá)注意值（５μＬ／Ｌ）６倍以上，氫氣的體積分?jǐn)?shù)最高為９０．５０μＬ／Ｌ，甲烷、乙烯（Ｃ２Ｈ４）、乙烷（Ｃ２Ｈ６）的體積分?jǐn)?shù)最7高不超過２０μＬ／Ｌ，總烴的體積分?jǐn)?shù)最高不超過７０μＬ／Ｌ。根據(jù)色譜數(shù)據(jù)特點(diǎn)、三比值、產(chǎn)氣速率計(jì)算結(jié)果綜合判斷，該故障為細(xì)小高能量局部放電，放電通道中溫度很高導(dǎo)致絕緣油分解，產(chǎn)生乙炔并迅速增加，但同時(shí)放電為細(xì)小放電，熱量很快被周圍絕緣油吸收

5、，引起溫升并不高，因此甲烷、乙烯、乙烷增幅并不大，故判斷為瞬時(shí)局部放電。根據(jù)估算，故障點(diǎn)的溫度在６７３～６８６℃。二、故障原因分析１、電氣試驗(yàn)分析7２０１１年７月２７日，在變壓器油中乙炔的體積分?jǐn)?shù)出現(xiàn)第１次跳變后進(jìn)行油位、潛油泵檢查，鐵心接地電流監(jiān)測，以及局部放電、高頻局部放電試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)明顯放電信號(hào)。油箱液位檢查，變壓器本體油位一直指示在本體油箱６０％位置，有載油位持續(xù)指示在儲(chǔ)油柜５０％位置，油位沒有變化，對(duì)油枕進(jìn)行紅外測溫，未見油位變化，排除分接開關(guān)油箱向本體油箱內(nèi)漏引起油色譜超標(biāo)的可能性；潛油泵啟動(dòng)檢查，潛油泵手動(dòng)運(yùn)行１ｈ并進(jìn)

6、行色譜分析，乙炔的體積分?jǐn)?shù)沒有明顯變化，可以排除潛油泵繞組短路故障的可能；對(duì)該變壓器鐵心接地電流測試，為０．６ｍＡ，說明設(shè)備鐵心沒有多點(diǎn)接地的缺陷。２０１１年８月１６日，對(duì)變壓器進(jìn)行超聲波局部放電檢測，未發(fā)現(xiàn)明顯局部放電信號(hào)。２０１１年８月進(jìn)行高頻局部放電帶電檢測，共檢測到兩類信號(hào)（分類圖譜中的Ⅰ簇和Ⅱ簇）如圖１所示。Ⅰ簇信號(hào)具備一定相位特征，放電平均幅值為９６ｍＶ，該信號(hào)放圖1高頻局部放電帶電檢測圖譜（整體）圖2高頻局部放電帶電檢測圖譜（Ⅰ簇）電圖譜不具備局部放電信號(hào)圖譜特征，且放電波形無局部放電波形特征，如圖２所示。Ⅱ簇信號(hào)具備

7、明顯相位特征，信號(hào)平均幅值為１２０ｍＶ，該信號(hào)放電圖譜具備局部放電信號(hào)圖譜特征，但放電波形無局部放電波形特征，如圖３所示。此外對(duì)測試點(diǎn)相鄰的變壓器測試，同樣測得該類信號(hào)，因此判斷該類信號(hào)為尾部干擾信號(hào)。２０１２年３月１９日，對(duì)該變壓器停電檢修，檢查高中壓套管，進(jìn)行例行試驗(yàn)和耐壓及局部放電試驗(yàn)，均未發(fā)現(xiàn)異常。２０１２年３月，該變壓器檢修投入運(yùn)行后乙炔的體積分?jǐn)?shù)發(fā)生第２次跳變。對(duì)該變壓器進(jìn)行油位、潛油泵相關(guān)檢查，并進(jìn)行鐵心接地電流監(jiān)測，局部放電、高頻局部放電試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)異常。圖3高頻局部放電帶電檢測圖譜（Ⅱ簇）２、變壓器吊罩檢查7２０１

8、２年７月進(jìn)行變壓器吊罩檢查。將變壓器外罩吊開后，發(fā)現(xiàn)固定Ｕ相分接引線的支架與圍屏表面發(fā)生局部放電故障，見圖４。在Ｕ相中壓側(cè)圍屏表面圖4支架與圍屏表面放電情況有樹枝狀放電痕跡，固定Ｕ相分接引線的支架上部、下部也有放電痕跡。在Ｕ相中壓側(cè)底