220kV变电站主变压器跳闸事故分析

蔡振华 邬航杰 王静怡

摘要：220kV变电站主变压器额定电压较高，工作容量偏大，一旦出现异常往往会对周围居民的生命财产安全造成威胁，导致重大事故的发生。因此，开展该主变压器安装和运维工作时必须强调其安全性，严格依照国家规定的各项指标完成220kV变电站主变压器的选型、安装、试验工作。本文基于220kV变电站主变压器跳闸事故分析展开论述。

关键词：220kV变电站;主变压器跳闸;事故分析

引言

变压器是变电站的重要组成部分，对保证变电站正常运行具有十分重要的现实意义。但是在变压器的实际工作过程中，其周围有很多不利的影响因素。长期处于这种环境会导致变压器的故障出现，对变电站各项工作的顺利开展产生负面影响。为了及时恢复变电站正常工作，必须进行跳闸故障深度分析研究，并制定相应的解决措施，在短时间内恢复变电站正常运行。

1变压器的故障分析

变电站的变压器处于正常运行状态时发出嗡嗡声，变压器发生故障及异常情况时其声音发生变化，特殊的声音或发音可能不均匀。基本上可以确定变压器故障出现，根据声音异常可以找到故障发生的区域。噪音大，电流和电压正常的情况下，变压器螺丝或夹子松动，硅钢片的振动增加变压器的局部放电时，变压器的抽头开关或保险丝接触不良会发出嘎吱声，即放电声。变压器套管中有污垢和杂质等，表面有裂纹等嘶嘶声。变压器防爆管防爆膜破裂会将湿气和水分等渗透到变压器内部，从而大大降低变压器的绝缘性等。套管闪光放电加热套管，老化，绝缘部分损坏，容易发生火灾或爆炸现象，严重威胁整个系统的安全。变压器中冷却器操作阻塞（如风扇损坏、潜水泵停止、冷却效果降低、散热器管道灰尘、温度指示器操作渡边杏、散热器阀门关闭等）会导致温度上升，检查过程中要充分观察冷却器系统。变压器油位异常也引起了变压器故障。

2220kV变电站主变压器运行的要求

1）220kV变电站主变压器运行时对温度要求。不同温度变化会对220kV变电站主变压器使用寿面产生不同影响，一般情况下当变压器绝缘温度达到95℃时，变压器使用寿命可以达到20年;当变压器绝缘温度达到105℃时，变压器使用寿命会缩减至7年;而当变压器绝缘温度达到120℃时，变压器使用寿命则会减少至2年。因此，应在220kV变电站主变压器运行时，严格把控变压器绝缘温度，从而确保变压器使用寿命。2）220kV变电站主变压器运行時对温升要求。220kV变电站主变压器在运行时，应充分明确规定变压器在限定负荷过程中，各个环节温升，确保其可以在变压器运行允许范围内，以此来实现保障220kV变电站主变压器运行安全，同时也可以确保变压器使用寿命，最终实现降低故障概率与降低检修成本的目标。3）220kV变电站主变压器运行时电源电压变化要求。当220kV变电站电力系统在运行时，因运行方式或负荷等情况出现改变，就会导致电力系统电网运行电压出现波动，而这时当电网运行电压小于变压器分接头限定电压时，就会造成出电量减少。但当电压高于变压器分接头电压时，就会对变压器运行造成不利影响。

3现场情况

2018年7月10日晚，某220kV变电站1号主变压器在运行过程中第一套、第二套差动保护出口跳闸，主变压器三侧断路器跳闸，110kVⅠ段母线、35kVⅠ段母线失电。故障发生前，该变电站2台主变压器为正常运行方式。220kVⅠ、Ⅱ段母线经母联2800断路器并列运行，1号主变压器2801断路器运行于220kVⅠ段母线，2号主变压器2802断路器运行于220kVⅡ段母线;110kVⅠ、Ⅱ段母线分列运行，即母联500断路器热备用，1号主变压器501断路器运行于110kVⅠ段母线，2号主变压器502断路器运行于110kVⅡ段母线;35kVⅠ、Ⅱ段母线分段运行，即分段300断路器热备用，1号主变压器301断路器运行于35kVⅠ段母线，2号主变压器302断路器运行于35kVⅡ段母线。现场一次接线如图1所示。1号主变压器型号为OSFSZ9-120000/220，2号主变压器变型号为OSFSZ9-150000/220，两台主变压器均为Y/Y/△接线方式，220kV和110kV中性点均经放电间隙接地。1号主变压器配置两套非同样原理的RCS-978E系列变压器成套保护。

4故障预防措施

4.1浇注式电流互感器绝缘击穿故障的防范

通过对二次变压器跳闸故障原因的分析表明，故障的主要原因是浇注电流变压器的质量不能满足要求，器官部分放电的作用导致了绝缘破裂。为了能及早发现上述电流互感器的故障，在电流互感器运行之前，必须对系统进行全面的局部放电试验。实验发现结果显示，质量合格的电流互感器的释放量通常为50pC，但有缺陷的电流互感器预计将达到数百pC。

4.2强化变电设备状态检修工作

变压器运行维护不到位，造成设备故障跳闸，影响正常供电。需从设备、技术和管理等方面采取措施，杜绝类似事故再次发生。积极开展设备带电检测工作，应用在线监测、红外线测温等技术手段，实时掌握设备运行状况，及早发现并处理设备安全隐患，统筹各工程的轻重缓急，积极主动上报，提前谋划改造或更换设备，避免同类事故的再次发生。

4.3中性点非有效接地系统弧光接地危害的消除

为了有效地防止电弧接地带来的不利影响，必须在单相接地电流超过30A的10kV系统和单相接地电流超过10A的35kV系统上添加相应的电弧抑制环。通过电弧抑制环，可以有效地补偿单相接地中的接地电容电流，促使电弧关闭。电弧消亡时间越短，越有利于预防故障的发生。将中性点不有效接地系统应用于电弧消除，可以有效地防止单相接地相通过金属接地旁路，从而防止单相接地导致相间短路故障的发展。

5措施及建议

变压器是变电站的核心设备之一，其健康状况影响电网的安全运行水平。（1）结合相关设备的停电计划，主管变电站35kV以下设备母线未完全绝缘的设备都要完全绝缘。（2）进行开关设备专用传记检查工作，重点检查开关设备等故障部位，确保开关设备健康平稳运行。（3）根据放电停电计划，开闭装置应对开闭装置中相同类型的电流变形金刚等电位线进行检查，优化布置不合理的等电位线，避免发生脱落等异常现象。要防止这种故障再次发生。（4）及时进行主管变电站等类型的自行投资装置专用调查实验，确保装置正常运行。

结束语

220kV变电站主变压器对安装工艺要求较高，需要在规定指标范围内进行安装前检查、分步安装、注油循环、密封测试，这样才能够保证安装效果与预期指标一致，提升主变压器运行的可靠性和稳定性。

参考文献

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