两起电力变压器铁芯多点接地故障的诊断与处理

李 琛，黄 明，俞 华

（1.国网山西供电工程承装公司，山西 太原 030001；2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

0 引言

电力变压器铁芯由硅钢片组成，片间有一定的绝缘电阻。硅钢片间电容大，在交变电场中可视为通路，因而铁芯只需一点接地即可将整个铁芯钳制在地电位。国产和进口的大型变压器铁芯一般用一只小套管引至油箱外部与主网接地连在一起。变压器铁芯接地是变压器常见故障,铁芯接地故障已成为变压器频发性故障之一，据统计，它在变压器事故中占第三。变压器铁芯接地故障已严重影响变压器的安全运行及电网的稳定性[1-2]。

1 变压器铁芯多点接地

2013年3月1 日，对110 kV某变电站进行铁芯接地电流检测时，发现1号主变压器接地电流为1.6 A，是2012年5月22日测得95 mA的16倍。该变压器型号为SFSZ10-50000/110，2006年12月投运。

1.1 变压器异常分析诊断

对1号主变压器本体及套管进行红外诊断，未发现异常。

对1号主变压器进行油色谱试验，绝缘油色谱数据稳定，无异常。

初步分析，变压器铁芯可能存在多点接地，导致铁芯接地电流增大。

为尽快找到变压器具体异常部位，对变压器停电后进行了诊断性试验，2013年3月30日对该变压器进行了绝缘电阻试验，绝缘电阻为零，综合分析认为，该主变存在铁芯多点接地故障。

1.2 原因分析

现场分析为变压器本体油箱内部可能有导电类杂质存在，由于变压器油流的作用，导电杂质流动到变压器上夹件与铁芯之间，造成铁芯对夹件导通，铁芯多点接地。由于该变压器夹件未外引出接地，无法测量铁芯对夹件绝缘电阻。

由于变压器现场条件限制，考虑到吊芯现场难以找到其确切接地点，特别是由于铁锈焊渣悬浮、油泥沉积造成的多点接地，更难于查找，故决定临时采用放电冲击法进行处理。

1.3 处理情况

利用现场升压变压器进行慢慢升压放电。当升至2 000 V左右时，听见本体内部有短促的放电声，随即停止加压，并进行绝缘电阻测试，发现绝缘电阻升至10 000 MΩ。经分析，多点接地故障暂时消除。

虽然铁芯多点接地故障暂时消除，但是变压器本体油箱内部还存在导电类杂质，在运行过程中还有可能造成多点接地故障，已对该变压器制定吊芯检查计划，在吊罩检查之前，运维人员加强对铁芯接地电流的监测。通过为期一年的跟踪监测，变压器铁芯接地电流在14～16 mA之间，目前变压器运行正常。

2 变压器夹件和铁芯多点接地

某110 kV变电站2号主变于2004年12月24日投运，型号为SSZ10-50000/110，自投运以来，变压器整体运行情况良好。

2014年5月3 日，进行110 kV 2号主变铁芯接地电流测试中发现，铁芯、夹件电流分别2.1 A、2.2 A，超出接地电流警示值100 mA。铁芯和夹件接地电流值比较接近，初步怀疑铁芯和夹件之间绝缘连通形成环流通路。

2.1 变压器异常分析诊断

进行了红外诊断和油色谱分析，测试结果均未有异常现象。对主变铁芯和夹件接地电流进行复测，结果和上次测试相同。

考虑到接地电流较大，研究决定停电进行处理。5月16日，对2号主变做常规高压试验检查，发现铁芯与夹件间绝缘电阻为0，其他数据均无异常。

2.2 异常分析

由于铁芯和夹件接地电流都明显增大，幅值基本相等，应重点怀疑铁芯和夹件可能存在连通。考虑到油色谱特征气体未有增长趋势，分析认为铁芯和夹件连通点尚未形成明显的过热现象。停电检修时，应重点检查铁芯和夹件是否连通。

2.3 变压器异常情况处理

a）考虑到接地电流较大，于是利用电容放电冲击法。电容器选用的是脉冲电容器，它可以提供直流冲击电流。试验时，将刀闸K接于铁芯正常接地点（变压器铁芯接地引出线断开），利用兆欧表对电容进行充电，充电时间为1 min，然后将刀闸倒向放电回路，电容对铁芯故障点放电。

放电后进行铁芯对夹件的绝缘电阻、铁芯对地绝缘电阻、夹件对地绝缘电阻检测，发现铁芯和夹件间绝缘电阻仍为0。

b）由于停电时间短，为防止缺陷的进一步扩大，先采取加装限流电阻的临时性措施。采用3个电阻（电阻值均为阻值100Ω、功率200 W）并联。采用3个电阻并联主要是防止一个电阻出现问题造成铁芯、夹件悬浮电位。

运行后，进行了接地电流检测。经检测，铁芯、夹件电流分别23 mA、20 mA，均符合标准要求[3]。说明加装限流电阻效果非常明显。虽然装置限流电阻取得了效果，但为了进一步查清和处理缺陷，需要进行再次停电对变压器进行吊罩检查。

c）吊罩检查。2014年8月25日，进行2号主变吊罩检查。重点查找铁芯和夹件的连接部位。经检查发现，2号主变高压测B相线圈下夹件与附近下铁轭之间有一螺母，如图1所示，螺母表面一小点灼烧痕迹。其他部位没有发现异常。

图1 螺母发现位置

将螺母去除后，进行了铁芯对夹件的绝缘电阻测试，经检测，绝缘电阻为2 200 MΩ。考虑到铁芯和夹件的绝缘电阻正常，将限流电阻去掉。随即变压器投入运行，运行后监测了变压器铁芯和夹件的接地电流，分别为24 mA、20 mA。说明铁芯与夹件的绝缘已恢复正常。

3 结束语

针对变压器的多点接地，主要有以下处理措施。

a）加装限流电阻。建议采用多个电阻的并联，防止一个电阻出现问题造成铁芯、夹件悬浮电位[4-5]。

b）利用电容放电冲击法。电容器选用的是脉冲电容器，它可以提供直流冲击电流。试验时，将刀闸K接于铁芯正常接地点（变压器铁芯接地引出线断开），利用兆欧表对电容进行充电，充电时间为1 min，然后将刀闸倒向放电回路，电容对铁芯故障点放电。

c）查找故障点。直流法，将变压器吊罩后，将铁芯接地连接片打开，在铁轭两侧的硅钢片上通入6 V的直流，然后用直流电压表依次测量各级硅钢片间的电压，当电压等于零或者表针指示反向时，则可认为该处是故障接地点。

[1] 闫永明.变压器铁芯多点接地故障的检测与处理[J].山西电力,2001(2):47-48.

[2] 黎炜.主变铁芯多点接地故障分析及处理[J].电力安全技术,2003,5（3）:7-8.

[3]国家电网公司.Q/GDW 168—2008 输变电设备状态检修试验规程[S].北京:中国电力出版社,2008.

[4] 司增彦.变压器铁芯接地故障的诊断与处理.变压器，2005（11）：38-40.

[5] 咸日常.大型变压器铁芯接地故障的综合判断与现场处理.变压器，2002（2）：39-42.