隔离变压器B相绕组绝缘击穿原因分析与处理

董锦川

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北 唐山064309）

1 电站概况

基里隆III水电站位于柬埔寨王国西南部国公省，是国网新源国际投资公司以BOT方式在柬埔寨开发的水电项目。在中柬两国政府有关部门及公司上级单位的支持下，2004年公司开始进行项目前期工作，2008年2月6日，公司与柬埔寨政府及柬埔寨电力公司签订了以BOT方式开发基里隆III水电站的有关协议。基里隆III水电站工程于2009年3月5日正式开工，2009年12月20日实现截流，2011年7月4日完成下闸蓄水，2012年4月12日完成首台机组72h试运行，2012年4月22日完成第2台机组72h试运行。

电站装有两台单机9MW的混流式水轮机组，总装机容量18MW，多年平均发电量7855万kW·h，通过建设一条总长32km、电压等级115kV出线至基里隆I水电站，并通过基里隆I水电站至金边的输电线路向金边电网供电。枢纽工程由河床土工膜斜墙堆渣坝、右岸坝肩浆砌石重力坝、右岸开敞式溢洪道以及右岸引水系统、发电厂房和左岸生态流量引水建筑物等组成。大坝正常蓄水位331.5m高程，相应库容3463万m3，有效库容3111万m3；校核洪水位334.13m；额定水头268m。

2 事件经过

2017年12月15 日18：31，基里隆III电站监控系统报：发电机保护动作停机，3号机组电气事故停机（流程自启动）；发电机保护动作停机，4号机组电气事故停机（流程自启动）。18：31：21监控系统报：电气过速150%启动，4号机组紧急停机操作（流程自启动）；机械过速140%启动，3号机组紧急停机操作（流程自启动）。18：37：46监控系统显示4号机组紧急停机操作成功（流程自启动），18：39：04监控系统显示3号机组紧急停机操作成功（流程自启动）。

机组保护盘检查发现3、4号机组定子接地保护动作，厂用变保护盘检查发现坝上64Tr隔离变过流保护三段动作，坝上隔离变F13开关跳闸，同时发现400V母线室内有异味。检查发现坝上64Tr隔离变B相有烧损现象，通知运维班组将F13开关拉至试验分位，对坝上64Tr隔离变进行进一步检查分析。

2017年12月16 日，对坝上64Tr隔离变进行检查，外观检查发现低压侧B相绕组上端有部分绝缘烧损情况，隔离变测温二次接线部分烧损，变压器母线套管未发现明显异常（图1）。对坝上64Tr隔离变进行直流电阻测量、绝缘电阻测量，测量结果均不合格。初步判断为变压器B相绕组绝缘薄弱部位与B相绕组支撑架之间放电，引起接地故障。

3 处理过程

（1）跟踪监视3号、4号机组停机过程。

（2）查看机组保护盘柜及主变保护盘柜保护动作情况。

（3）将3号、4号机组停机情况汇报调度。

（4）对主变低压侧及6.3kV母线进行检查。

（5）将坝上隔离变开关F13由工作分位拉至试验分位。

（6）对开关站设备进行检查无异常。

（7）对3号、4号机组水车室顶盖螺丝、连杆、拐臂等部位进行检查，检查结果无异常。

（8）做好坝上64Tr隔离变检查的安全措施。

（9）对坝上64Tr隔离变进行直流电阻测量、绝缘电阻测量，测量结果均不合格。

（10）对3号、4号机组转子磁极软连接、磁极挡板、磁极线圈进行检查，未发现异常，定子绕组端部等检查，检查结果无异常。

（11）对3号、4号机组定转子进行绝缘测量，测量结果均正常。

（12）因坝上隔离变故障从而造成坝上设备无法正常运行，为防止坝上蓄电池出现过放情况，将坝上蓄电池系统进行解环。

（13）因现场无备用隔离变，目前坝上64Tr隔离变暂不能投入运行。安排特急采购计划，在国内进行相关类型的变压器采购工作。

图1 烧损的隔离变压器

4 原因分析

（1）事发当天室外天气晴，厂房室内温度28.5℃，日间巡检时坝上隔离变温度40.8℃，无雷击、线路接地等情况引起坝上隔离变过负荷运行。经统计坝上隔离变满负荷大约为235A左右，其中坝上启闭机、天车电机等设备228.71A，其他负荷为坝上蓄电池系统浮充电、坝上工业电视摄像头电源。故障发生时启闭机电机、天车电机等设备均未运行，故不存在过负荷运行情况。

（2）故障前115kV系统电压为115kV；6.3kV母线电压为5.89kV；厂用400V电压为372V。

（3）现场检查变压器外观及内部未发现有金属异物、杂物、小动物等情况，排除因异物造成变压器接地故障的发生。

（4）2017年年初，基里隆III电站进行检修时曾对坝上隔离变进行直流电阻、绝缘电阻测量工作，测量结果合格。

（5）故障发生时，室内温度28.5℃，湿度48%，根据现场环境温湿度判断不是因潮湿造成隔离变压器接地。

（6）分析该隔离变在工艺制造时，工艺质量不良，经长时间运行使线圈绝缘性能降低，从而导致变压器B相绕组绝缘薄弱部位与B相绕组支撑架之间放电，引起接地故障。

5 暴露问题

隔离变在制造时工艺质量不良，造成B相绕组内部绝缘存在薄弱部位，长时间运行导致绕组绝缘性能降低，线圈内部击穿放电。

6 防止对策

为预防和控制同类缺陷再次发生而采取的技术措施、管理措施，以及举一反三的排查和防控措施等见表1。

表1

7 结束语

本文针对柬埔寨王国基里隆III水电站隔离变压器由于制造工艺质量不良，经长时间运行使线圈绝缘性能降低，从而导致变压器B相绕组绝缘薄弱部位与B相绕组支撑架之间放电，造成接地的故障，进行认真分析及相应的检查处理过程进行了介绍。可以看出，原因是隔离变压器B相绕组内部绝缘存在薄弱部位，长时间运行导致绕组绝缘性能降低，线圈内部击穿放电，导致3、4号机组定子接地保护动作，两台机组相继事故停机。针对此问题该电站立即采取临时措施尽早恢复了机组的运行，同时，与相关厂家技术人员研究更换了新隔离变压器，通过近一段时间的运行情况看，取得了比较满意的效果。