Z接线站用变压器宜加强纵绝缘检测

2010-04-27李飞舟

电气技术 2010年5期

李飞舟王鹏

（宜昌供电公司变电检修中心，湖北宜昌 443005）

1 引言

变电站站用电系统是提供变电站继电保护、照明和操作用的电源系统，在强调主设备安全性的今天，不能忽视了站用变的安全运行。Z（或称曲折型）接线的干式变压器在站用电系统中大量采用，带来了很多好处，但也不能认为先进的产品可以忽视例行的检验工作，特别是针对这类产品的特点，要加强其中的试验项目的检测工作。本文认为干式变压器的纵绝缘检测工作宜在例行试验中得到加强。

2 站用变损坏事故简介

2.1 共发生5起匝间绝缘烧毁事故

（1）3次事故发生于鑫城变电站

110kV鑫城变电站 10kV系统为双母线并列运行，1#、2#站用变分别接入两段母线，10kV仅有鑫行线一条线路与用户相连。

两台站用变均为树脂型变压器，采用Z接线，中性点悬空，未配消弧线圈运行。2#站用变在2006年12月10日和2008年2月6日烧毁两次。1#站用变2009年5月6日烧毁一次。

3次事故发生前的长时间内，10kV系统运行正常，无异常波动。

（2）2次事故发生于点军变电站

220kV点军变电站 35kV系统为双母线并列运行，1#、2#站用变分别接入两段母线，35kV仅有点桥线一条线路与桥边变电站相连。1#站用变投运，2#站用变热备用，事故时通过备自投系统投入。两台站用变均为树脂型变压器，采用Z接线，中性点悬空，未配消弧线圈运行。

8月16日，宜昌周边雷雨天气，受220kV系统扰动影响，35kV系统出现了过电压，1#站用变高压侧出现匝间短路现象，站用变高压侧负序过流 I段动作跳闸。从跳闸前的录波图上看，A相对地最高电压约30kV。2#站用变备自投动作，站用电恢复，正常运行到2009年8月17日 17点，2#站用变A相匝间短路。

2.2 几次事故共同特点

变压器损坏后，烧损绕组对地绝缘依然能耐受规定的外施交流电压。能耐受的感应耐压不及工作电压的0.1倍。

使用的都是环氧树脂浇注Z接线变压器；中性点都未接消弧线圈，悬空运行；母线上所接线路只有一条，系统对地电容小。在没有发生很强的过电压；站用变室不通风。

3 Z接线变压器特点

图1 Z接线变压器的接线原理、相量图

3.1 优点

零序阻抗小，利于中性点消弧线圈补偿。

Z接线变压器，将每一相绕组分成两半，将一相绕组的上一半和另一相绕组的下一半反接串联，组成新的一相，再将下半个绕组上部相连引出作为中性点。零序电压在每个铁芯柱上产生的激磁磁势，由于上半绕组和下半绕组极性相反，正好抵消。

3.2 缺点

从相量图看出，正常运行时，半个绕组承受的不是0.5倍相电压，而是1/3倍相电压。同样材料下，容量只有普通接线变压器的0.877倍；系统电压波动，出现零序电压时，半个绕组的电势与1/2零序电势叠加，导致匝间耐受比普通接线变压器更高的电压，因此Z接线变压器纵绝缘对材料要求更高。

4 环氧树脂浇注变压器特点

4.1 优点

难燃、阻燃、绝缘性能好

4.2 缺点

浇注过程工艺控制要求非常高，为便于散热，绕组做成薄绝缘结构，浇注不当，特别是期间真空度控制不当（过高、过低都造成危害），就会在运行过程中造成局部开裂，形成气隙，造成局部放电。

5 站用变损坏事故的根本原因

上述的5次事故经分析查找，都来自变压器的纵绝缘弱点，由于生产过程中，浇注期间真空度未控制好，变压器运行后，局部匝间绝缘很快破坏，中长期局部放电，运行过程中或系统扰动过程中，匝间短路烧毁。

6 预防措施

（1）交接试验时，有条件的单位，宜进行局部放电检测，局部放电试验采用感应耐压，容易发现纵绝缘问题。

（2）很多试验人员对于所用变，采用简单的工频外施电压试验，根本发现不了纵绝缘的问题。预试特别是投运第二年试验，进行感应耐压试验，能及时发现缺陷，在绝缘未彻底击穿前，避免事故发生。由于Z接线变压器结构特殊性，单相感应耐压易出现部分绝缘过高、过低耐受电压的问题，建议采用三相感应耐压。由于Z接线变压器空载损耗小，三相调压变的容量和隔离变容量都不需要很大，现场容易实现。

（3）最大发挥 Z接线变压器的优点，中性点加装消弧线圈，减少过电压发生的次数、缩短过电压延续的时间。

（4）加强室内的通风。有些设计人员对于所变室的通风欠缺考虑，甚至几台所变在一个房间运行都不设计通风窗。干式变压器完全依靠空气对流散热，室内通风装置很重要。