浅谈电力变压器铁芯多点接地过热危害分析与处理方法

2015-10-21刘德祥白秋杰段明慧

科技与企业 2015年5期

刘德祥　白秋杰　段明慧

【摘要】故县水电厂寻峪变电站SFS7L7-16000/110型油浸风冷变压器，油样预防性试验时发现变压器油中总烃、氢气含量分别为1268.11、168.39PPm超过注意值，经采用国标《变压器油中溶解气体分析和判断导则》特征气体三比值法分析，发现变压器内部存在（300～700）℃中温过热点，该过热点可引起保护动作跳闸事故，进一步发展会引起烧坏元件等事故，综合以上原因经分析。认为该故障已严重影响该变压器的安全运行且故障位置难以确定，必须尽快进行故障处理，需吊罩检查，确定故障性质及故障点，并进行彻底处理。

【关键词】电力变压器；过热；铁芯多点接地；分析处理；预防措施

1.概况

该变压器作为近区负荷的供电设备，担负着周边地区35KV寻沙线、寻河线、寻杜线、寻崇线和变电站10KV生产生活用电供电任务，主要为生活用户、矿区用户和当地区域供电。其中35KV线路两回，10KV线路四回，对周边的经济发展和安全生产起着重要作用。

2.综合分析

对变压器内部存在（300～700）℃中温过热点可能引起过热故障原因的分析：

2.1变压器铁芯层间扭曲变形搭接或者机械损伤，小粘结片面造成铁芯层间短路，引起的局部过热；

2.2變压器铁芯立柱穿心螺杆绝缘垫片老化或损坏，造成铁芯连接性短路，磁通集中形成涡流引起局部过热；

2.3变压器中运行油因铁芯点过热，绝缘材料老化，油质劣化引起恶性循环使绝缘性能变坏，造成低电阻短路过热；

2.4产生过热故障原因有：导线过电流；铁芯局部短路；铁芯多点接地，形成环流；分接开关接触不良；接线焊接不良，电磁屏蔽不良，使漏磁集中；油道堵塞，影响散热等现象。

经综合分析结果不容乐观，尽快消除此类隐患，避免以后不能正常运行，造成更大的经济损失。此类缺陷已严重影响到变压器的安全运行和使用寿命，分析和消除此类故障意义重大。

3.检查论证

因为该故障是一种软故障，目测看不到，如果通过现场吊罩检查找不到故障点，就需要运输到厂家大修。经过现场研究决定先对寻一号主变压器进行现场吊罩检查修复。

3.1吊罩后我们首先对变压器铁芯、线圈表面进行了检查未发现明显故障点；

3.2对铁芯穿心连杆端部绝缘部分进行检查，绝缘垫良好；

3.3对各部绝缘材料检查，外观良好，未见老化过热碳化现象；

3.4调节变压器有载调压开关，测量各挡位绕组直流电阻值在合格范围内；

3.5怀疑是悬浮物造成，现场用氮气进行吹扫后，解除铁芯一点接地连线，测量铁芯绝缘为0；

3.6现场用合格的变压器油进行浇灌冲洗，未能消除故障。

通过以上检查，确认了该故障属于铁芯多点接地造成，变压器铁芯多点接地，是变压器较常见故障之一，现场处理都有一定的难度。因为该故障点类型较多，查找难度大，如果消除不了就要返厂大修。

4.确立方案

4.1消除变压器铁芯多点接地现场可利用的方法比较：

1）用直流焊机进行大电流冲击法，冲击电流不好确定，冲击时间长易造成铁芯绝缘受损。

2）采用2500V兆欧表对电容器进行充电，再由电容器对变压器铁芯进行放电，电容器电压和放电时间不好确定。

通过研究比较，决定用电容器放电冲击法进行处理，水电厂实验室有实验仪器，变压器线圈和铁芯在空气中暴露容易受潮，时间不宜超过12小时，故障查找和排除有一定困难，铁锈、焊渣、悬浮物、油泥沉积造成的多点接地，更是难于查找。

4.2现场条件确立方案：

方案一：用电容器放电冲击法处理变压器铁芯多点接地

利用电容器瞬间放电产生的巨大电流熔化或烧断残留杂物，或者电容器瞬间巨大冲击电流产生的电动力使残留杂物脱离原来位置。考虑到对铁芯绝缘的保护，故放电电压不能高于2.5KV。

方案二：变压器返厂处理

如现场条件限制，缺陷无法在现场处理，则返厂处理。返厂处理需要经过长距离运输到变压器厂家，然后在该厂车间内进行处理，处理完后再加油运回现场。

方案比较：方案一，用电容器放电冲击法处理变压器铁芯多点接地，基本不产生费用，虽然存在一定风险，但是风险是在可控范围内的；方案二，现场无法处理时采用变压器返厂处理，但运输费用较高，检修费更高，耗时较长，可以彻底消除过热故障。经比较与现场实际情况结合确定采用方案二。

5.故障处理

经过吊罩检查，确定该故障属于铁芯多点接地造成。对变压器铁芯多点接地故障因为无法看到或者判断接地点的位置或形式，可能是铁芯尖端毛刺或悬浮物引起的接地故障。

利用电容器瞬间放电产生的巨大电流可以熔化尖端毛刺或烧断残留杂物，冲击电流产生的电动力使悬浮附着物移开原来位置可以消除此类故障。经过缜密研究和分析，决定先用两台6.3KV 2.39μF并联补偿电容器加2500V电压进行尝试，利用现场2500V摇表对电容充电20秒，要求缓慢升压至2500V，然后戴高压绝缘手套取下充电线夹，断开电容器和兆欧表的连接线，用事先连接好电容器连接线的绝缘杆与变压器铁芯外引线接触，短接变压器铁芯与电容器的两端时，听见铁芯内部“砰”的短路放电声，放电冲击完成。拆除所有试验引线，测量铁芯对地绝缘电阻，发现绝缘电阻值升至2500MΩ，确定铁芯多点接地故障已消除。测量线圈绝缘电阻、介损及漏泄电流与预试时基本相同，变压器在各项指标验证合格后投入了运行。

6.工作条件和要求

1、对故障变压器申请停电检修，并做好各方面安全措施。

2、现场要具备重要的条件：合适的起重机

3、制定检修项目及进度表。

4、制定施工技术措施，组织措施及安全措施。

5、检修前一切材料，备品应提前运至现场并妥善保管。

6、对检修用车吊，起重工具，运输工具和千斤顶等，并进行必要的鉴定，同时准备好搭架子的一切，油务准备将变压器排出的油，用油罐车运至厂房进行处理。

7、检修现场应提前清理干净，准备好检修现场的临时电源盘，接好临时照明，并备有足够的消防器材。

8、由于变电站没有专用的变压器检修场地，寻1号主变检修需在室外进行，应在检修前选择合适的天气，必须备足防尘防雨设施。

9、排油要求

变压器现场第一次排油，將变压器油排至主变低压侧观察孔以下约20mm，排油前对器身进行油循环加热，使器身温度高于周围温度10℃以上，方可排油。

吊罩前进行第二次排油，把油排净，排出的油用油罐车运至厂房油处理室进行处理，排油时环境温度不得低于0℃，变压器器身温度要高于环境温度10℃以上。