配电变压器烧损的故障原因分析与防范

2016-11-14宫瑞邦,石迎彬,张东

中国科技信息 2016年21期

关键词：配电箱绕组绝缘

配电变压器烧损的故障原因分析与防范

本文针对乌鲁木齐市供电公司发生的一起10kV配变烧损故障进行了原因分析，并提出了针对性防范措施，提升了配网运检工作质量。

2016年7月22日乌鲁木齐供电公司一台为重要负荷供电的变压器发生烧损故障，而且通过配电自动化系统对该线路分支进行遥控操作失败，本文对此故障进行分析。

运行情况

事故当日最高气温为34℃，通过查询用电信息采集系统故障时负荷为280.35kW，电压为228V，低压侧负荷最大相电流492.5A，配变、电缆的型号参数如下表所示：

配变损毁情况

事故发生后，运检人员对配变、低压综合配电箱、构架检查发现：配变上表面布满油污、灼烧痕迹，10kV、400V套管炸裂，A、B两相10kV高压绕组引线熔断，C相引线与导电杆连接良好。10kV高压引线、400V电缆均已烧毁。在配变下部的低压综合配电箱仅剩箱壳的石棉部分，以及刀闸、电流互感器的金属部分，其余部件等均已烧毁。

正常运行变压器照片

烧毁后现场照片

试验检查

试验检测

在发生故障后，对该配变部分损毁绝缘支撑件修复后进行绝缘试验，试验项目有：变压器绝缘电阻测试、绕组变比测试、绕组直流电阻测试。

高压绕组对低压绕组及地的绝缘电阻为150MΩ，低压绕组对高压绕组及地的绝缘电阻为90MΩ，均小于2000MΩ，绝缘电阻测试不合格。其不合格的原因是在消防过程中主要用水灭火，大量的水进入变压器内部，使其绝缘电阻大幅下降。

变比测试结果，最大的误差为0.06%，小于0.5%，且连接组别与铭牌一致，测试合格。

直流电阻测试结果为：高压侧线间直阻最大差值为平均值的0.74%，小于2%；低压侧各相直阻的最大差值为平均值的3.5%，小于4%，变压器高低压侧直阻测试合格。

变压器油的色谱分析结果中，乙炔的含量很低，为0.54µL/L，说明变压器内部无电弧性放电故障。

通过上述试验得出变压器内部没有发生故障，无匝间短路，无电弧性放电。

3.2吊罩检查

对该台变压器在新疆新特顺电气公司进行吊罩检查，变压器芯体的检查结果未发现异常。变压器高低压绕组正常，绝缘材料表面无变色，铁芯、夹件正常，各金属连接部位良好，无灼烧熔化痕迹。

吊罩检查照片

事故原因分析

导致配变烧损的故障原因可能有变压器内部绝缘击穿放电起火、变压器过负荷发热导致起火、配变电缆爆炸起火、异物搭挂放电导致起火等原因，应用排除法对本次烧损原因进行分析。

根据配变试验检测及吊罩结果，排除变压器内部故障导致起火；

故障时负荷为280kW，该配变容量为400kVA，配变负载率为70%，不存在过负荷问题；

该台区的配电箱的低压进线电缆为VLV-3×240+1×180，按照2016版国网公司配电网典型设计，240mm2截面电缆的空气中允许持续载流量为378A，而该台区故障时单相最大电流为492.5A，由此判断为低压电缆过负荷导致。

由此推断此次故障的发展过程可能为：

首先低压电缆持续过负荷导致电缆本体、配电箱内部接头以及与变压器低压侧连接部分持续严重发热，然后引起连接部位附近电缆外皮等可燃物冒烟、起火，同时变压器低压侧桩头发热导致绝缘护套脱落、瓷柱炸裂，接下来低压线路对外壳放电引起变压器油着火。

随着配电箱内火势扩大，使配电箱内产生大量含碳的烟，当烟上升至变压器10kV套管处时，空气绝缘受到破坏，在10kV侧处发生相间短路，并产生电弧。短路电弧的能量使套管发生爆裂、变压器喷油、引线烧融并产生金属蒸汽附着在套管内壁，同时喷出的油遇电弧燃烧，变压器起火。之后变压器油流到下方的配电箱内，在油的作用下，加剧了配电箱的燃烧。

变压器燃烧火焰将处于变压器上方的通信光缆烧断，使得配电自动化系统的“遥控”操作无效。随后，由于发生相间间歇性短路，导致健康变10kV康设线出口断路器动作，并重合闸动作成功。