一起变压器铁芯接地电流异常的分析及处理

2015-09-22刘海龙丁子健尹建国曹泽曦

电气开关 2015年1期

刘海龙，丁子健，尹建国，曹泽曦

(湘潭供电公司，湖南湘潭 411100)

1 引言

变压器是电力系统的关键设备，变压器的器身主要由铁芯(夹件)及绕组构成，铁芯和绕组是传递、交换能量的主要部件。变压器常见的故障有绕组、套管、分接开关、铁芯、油箱及其他附件的故障，统计资料表明因铁芯问题造成的故障，占变压器总事故中的第三位[1]。铁芯多点接地使铁芯与地网间形成闭合回路而产生环流，引起铁芯局部或整体过热，铁芯局部或整体过热会加速固体绝缘材料老化和绝缘油分解导致铁芯整体绝缘性能和机械性能下降，影响变压器的安全稳定运行及使用寿命;严重情况会使接地扁铁熔断或烧坏铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电可能损坏变压器。铁芯多点接地最直接的表现就是铁芯接地电流变大，但铁芯电流变大不能等同于变压器铁芯存在多点接地，因此正确诊断变压器铁芯接地的原因对变压器的安全运行具有很重要的意义。

2 聚砂#1主变压器铁芯接地电流异常现象

聚砂#1主变压器容量为50MVA，型号为SZ10－50000/110，接线组别为YNd11，山东达驰电气股份有限公司2010年4月生产，投运日期为2011年3月。在2013年3月8日在春安检查中，发现该变压器铁芯和夹件接地电流严重超标，其电流值分别达到3.32A和0.86A，严重超出了状态检修试验规程规定的100mA警戒值[2]。于是对该变压器开展了一系列的试验进行诊断分析。

3 铁心接地电流异常的诊断分析

按照规程规定，该变压器属于危急缺陷，为保证该变压器的安全运行，必须密切跟踪。在跟踪期间从变压器油色谱分析、带电检测等方面进行了诊断分析。

3.1 铁芯接地电流跟踪分析

从2003月8日开始，对聚砂#1主变铁芯及夹件接地电流共进行了6次跟踪分析，其结果如表1所示。

表1 聚砂#1主变铁芯及夹件接地电流情况

图1 铁芯接地电流与负荷之间的关系

图2 夹件接地电流与负荷的关系

根据表1绘出铁芯和夹件接地电流与负荷之间的关系分别如图1、图2所示，从图1、图2可以看出，铁芯(夹件)接地电流与负荷之间存在着明显的正相关关系。有文献提出变压器的负荷大小对变压器铁芯(夹件)接地电流的影响很小[3]。

3.2 变压器油色谱数据分析

3月8日和3月11日分别对变压器油样进行了色谱分析及油中微水含量试验，并与历史试验数据进行了对比，分析结果见表2。

表2 聚砂#1主变油样色谱分析(μL/L)

从油色谱分析数据可以看出，各项特征气体与2012 年相比没有明显变化，并且 C2H4、CH4、C2H6、C2H2不呈递减趋势，油中水分含量稳定，且都符合试验规程要求。

3.3 历史电气试验数据分析

查找聚砂#1主变铁芯及夹件的历史试验数据如表3所示。

表3 聚砂#1主变铁芯及夹件历史试验数据

分析表3可知，聚砂#1主变铁芯对地、夹件对地、铁芯对夹件绝缘电阻均大于10000MΩ，绝缘状况良好。由此可知主变铁芯、夹件在上次例行试验时不存在金属性多点接地现象。

3.4 聚砂#1主变铁芯接地电流异常的原因

综合分析铁芯接地电流与负荷之间的关系、油色谱分析中特征气体含量的关系以及聚砂#1主变交接试验及例行试验，与变压器铁芯接地现象存在很多不相符的地方，因此基本可以排除变压器铁芯内部存在多点接地，于是推断在测量时存在外部干扰或另有其它导致接地电流测试不准确的原因。根据分析的结论，在此对聚砂#1主变铁芯(夹件)接地扁铁现场进行查勘，发现接地扁铁在变压器油箱中部有两个特殊的金属螺丝固定点(其余固定点均是绝缘子支撑)，如图3所示，这是导致该主变接地电流异常的最终原因。

在测量金属螺丝固定点上部和下部铁芯、夹件电流时，发现其测量结果有明显差别。具体测量结果如表3所示。从测量结果可以分析出该变压器铁芯运行情况良好，导致铁芯接地电流异常的原因是铁芯接地引下线与变压器外壳存在多个连接点，在交变磁场源附近存在闭合回路，从而产生感应电流。

图3 铁芯及夹件接地扁铁连接情况

表4 铁芯及夹件电流(变压器负荷:13.9MW)

4 聚砂#1主变铁芯(夹件)接地扁铁的整改

通过分析，聚砂变#1主变压器的铁芯、夹件接地引下线安装不规范导致测量电流异常是造成误判聚砂#1主变存在缺陷的主要原因。根据实际情况提出改进意见，将铁芯(夹件)接地扁铁与变压器身处的金属连接点用绝缘子支撑，使得铁芯(夹件)接地扁铁与变压器身不构成回路，消除对测量的影响。聚砂#1主变铁芯(夹件)接地扁铁改进后的效果图如图4所示。特别是当接地点在变压器顶部时，给铁芯接地电流的测量带来很大的不便和安全隐患，改进后无需在变压器中上部测量变压器铁芯接地电流，保证了测量时对工作人员的安全性和数据的准确性。