某厂2#主变故障跳闸事故分析

刘常碧

(深圳机场集团动力分公司调度指挥中心，深圳宝安518128)

某厂2#主变是保定天威保变厂生产的S11-63000/110变压器，具体参数如表1所示，投运年份为2011年6月，至事故发生时共运行28个月.

表1 某厂2#变压器的具体参数

1 事件简要经过

某日，2#机组负荷47 MW，2#发变组保护屏出现“主变差动保护动作”“主变重瓦斯动作”“主变轻瓦斯动作”等保护动作信号相应保护动作，2#机组与系统解列，主开关1102跳闸，灭磁开关跳闸，厂用电切换成功.2#机组发变组保护为双配置，当时A、B柜保护均发出“BC相差动保护动作”信号，非电量保护C柜发出“主变重瓦斯动作”和“主变轻瓦斯动作”信号，从机组录波图看，主变差动动作45 ms后主开关1102跳闸，约809 ms发重瓦斯动作，约2 096 ms发轻瓦斯动作，从录波图看出是BC相故障导致保护动作切机，保护动作正确.

2 事件原因分析

2.1 各参数试验分析

乙炔由零增长到 165.4 μL/L、总烃由 5.65 μL/L增长到331.2 μL/L，乙炔和总烃超标.根据《变压器油中溶解气体分析和判断导则GB/T 7252-2001》中对乙炔和总烃产生的故障判断如表2分析所示.

表2 乙炔和总烃产生的故障分析

根据分析说明油中有电弧产生.《JBT501-2006电力变压器试验导则》规定，大型电力变压器线圈直流电阻测量是变压器的一项重要试验，是分析判断变压器内部导线连接、匝间绝缘情况的常用方法.在后续测定高压线圈直阻时发现此值达54.3%已严重违反了标准规定值不超过2%的要求，说明绕组接头不良，有匝间短路;测定高压侧介损时发现高压侧绕组tgδ=0.845，介损超出技术标准(≤0.8)要求，与该变压器出厂报告相差较大.变压器油介质损耗因数tgδ值是判断变压器油绝缘状态的重要参数之一，当绝缘有缺陷时，油介质损耗因数tgδ值就有变化.例如变压器油进水受潮、局部放电等缺陷，都会使油介质损耗因数tgδ值发生变化，使变压器油的绝缘性能降低.因此现场进行变压器油介损试验时，要求tgδ值不应有明显的增加和下降，即要求tgδ值在历次试验中不应有明显的变化.从测定数据可知，变压器内部受潮严重;主变低压侧吸收比K=1.05，偏离技术标准(≥1.3).从电气试验测定的变压器的绝缘吸收比可知，它等于60 s内所测量的绝缘电阻值与15 s内所测的绝缘电阻值之比，用吸收比可以进行一步判断绝缘是否潮湿、污秽或有局部缺陷.试验导则规定，在10～30℃时，35～60 kV绕组不低于1.2，110～330 kV绕组不低于1.3.由参数可以得出此变压器内部受潮，发生了电弧放电，并发生了匝间短路故障.

2.2 变压器绕组变形试验

根据变压器试验规定，采用频率响应法测量绕组特征如图1所示.

图1 主变绕组变形数据

高压绕组C相的第一个大波谷向右发生严重的偏移，第一个大波峰也向右发生偏移，波峰与波谷的峰值也有变化，同时低压绕组也相应地发生了变化.说明C相高压侧绕组发生严重的变形，其低压侧C相也发生了变形.

2.3 主变压器解体检查

从试验数据来看，变压器内部存在C相匝间短路故障，决定对主变解体检查.从主变解体检查发现如下情况.

1)油枕积水严重.在拆卸与油枕连接的注油管时有大量的水冒出，油枕解体后发现油枕底部已积满了含有杂质的水，如图2、图3所示.

图2 油枕低部积水现象

图3 积水处在瓦斯继电器

检查抽真空管与油枕相连接的法兰处，发现密封橡胶垫发生了严重变形，如图4、图5所示.

图4 抽真空管的法兰拆卸后状态

图5 橡胶垫已发生严重变形

2)吊罩检查.从图6来看，发现C相绕组围屏处烧黑，从图7来看检查发现变压器本体与油枕相连的油管正好位于C相绕组高压侧，即发生故障的位置.从图8来看，C相绕组底部靠最外侧的高压线圈发生了匝间短路后出现了断股现象;从图9来看，变压器底部有积水现象.

图6 打开C相绕组围屏后状态

图7 本体与油枕相连的油管位置

图8 线圈出现断股现象

图9 变压器底部积水现象

3 事件原因分析

3.1 直接原因

由于2#主变压器抽真空管与油枕相连接的法兰处橡胶垫出现变形，导致密封不良，主变安装在室外，安装地处多雨水的地理带，空气中的水分及下雨时的雨水被吸入变压器油枕里面并慢慢地在里面存积.当水达到一定量后，便经油管吸入变压器本体，由于水进入变压器本体的位置正好位于C相绕组的高压侧，日积月累，此处带水的变压器油绝缘低于正常值.当达到一定程度后便发生了C相匝相匝间短路，并将导线烧断出现断股现象.这是2#号主变压器突发故障的直接原因.

3.2 主要原因

1)电建公司设备安装质量差导致主变抽真空管与油枕相连接的法兰处的橡胶垫出现变形，从而出现漏水进变压器的重大缺陷.

2)工程管理人员及监理、厂家指导人员对该变压器安装工艺把关不严，对油枕相连接的法兰处的橡胶垫变形缺陷未能及时发现，从而埋下了安全隐患.

3.3 重要原因

1)电建公司工程安装人员安装技能和工艺水平差，设备安装的质量意识薄弱，责任心不强，没有按照设备安装技术规定进行安装，存在安装缺陷.

2)工程管理人员、监理公司及厂家现场指导人员没能严格按照设备安装质量监督管理规定进行安装质量监督，没能发现设备安装存在的问题.

3)变压器生产厂家对密封垫圈进水没有引起重视，在设计上没有进行防渗漏设计.

4)设备部日常维护巡查不认真，未能及时发现设备存在的问题.

4 事件暴露的问题

1)此次事件充分暴露安装工艺不规范引发主变内部匝间短故障带来的重大损失，是典型的施工质量问题引发的重大设备损坏事故.

2)变压器生产厂家理应全程指导安装，对质量全程严格把关.但对密封垫片安装时损坏没有发觉，属工程管理人员、监理人员现场监督不到位.

3)设备维护人员日常维护巡查不认真，不能及时发现设备安全隐患.

5 防止事件重复发生的措施

1)利用变压器停运机会，对此型号的变压器进行全面检查，及时消除隐患.

2)加强对变压器油色谱试验及分析，严密监控在运变压器油质变化，出现问题早发现早处理.

3)加强设备日常维护管理，加强对设备的巡查，及时发现和处理设备存在的缺陷.

4)加强对设备维修技术的培训，熟悉和掌握设备的结构、原理和维护等技能.

5)对变压器主变抽真空管与油枕相连接的法兰处橡胶垫的密封优化设计，设计为多重防渗漏结构，这样可以从源头解决因为密封不严导致进水的问题.

［1］罗 菲.110 kV变压器匝间短路故障电气试验［J］，黑龙江科技信息，2011(22):32.

［2］刘长明.某220kV主变压器介损超标原因分析及处理［J］.高电压技术，2007(3):178-179.

［3］程汪利，张 东，朱德亮，等.110 kV主变压器绝缘油介损超标的分析及处理［J］.安徽电力，2010，27(3):12-14.