750kV变压器夹件接地电流超标的原因分析与处理

李鹏竹

摘 要：针对一起750 kV变压器夹件接地电流过大的故障，本文进行了原因分析和现场处理。在不具备条件彻底消除缺陷的情况下，通过对故障性质的综合分析和判断，最终采用就地实测接地电压、计算得到限流电阻的方法进行限制。加装电阻后，现场实测结果表明，夹件接地回路串接计算得到的限流电阻限制接地电流是可行的。

关键词：变压器;夹件;接地电流;处理方法

中图分类号：TM41文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）32-0054-03

Abstract： Aiming at a fault of excessive grounding current of a 750 kV transformer clamp， this paper analyzed the cause and dealt with it on site. In the absence of the conditions to completely eliminate the defects， through the comprehensive analysis and judgment of the nature of the fault， the method of finally measuring the ground voltage on the spot and calculating the current-limiting resistance is used to limit. After the resistance was installed， the field test results showed that it was feasible for the current-limiting resistance calculated by connecting the ground loop of the clamp to limit the grounding current.

Keywords： transformer;clamp;grounding current;treatment method

电力变压器在输配电网中起着关键性作用，变压器运行的可靠性直接决定电网的安全。变压器正常运行期间，各侧的绕组及其引线与油箱之间形成不均匀电场，铁芯及其金属夹件处于该电场中，由于变压器寄生电容的存在，绕组通过寄生电容的耦合作用使铁芯、夹件对地产生一定的悬浮电位，当形成的电位差达到击穿绝缘的水平时将产生火花放电，使变压器的油产生分解，破坏变压器的油绝缘。因此，变压器的金属构件必须可靠接地且只能有一点接地，使其处于零电位。若铁芯或者夹件未可靠接地，则会产生放电现象，损坏绝缘。因此，铁芯和夹件必须有一点可靠接地，如果铁芯或夹件由于某种原因出现另一个接地点，形成闭合回路，变压器的漏磁通再交链此闭合回路，正常接地的引线上就会有环流。如果环流过大，就会造成局部短路过热，绝缘油劣化、分解，局部绝缘受损，出现放电性故障。另外，环流过大，会造成变压器夹件与引出线焊接处发热，导致烧损事故。因此，准确、及时诊断变压器铁芯或夹件接地故障并采取积极措施，对于系统的安全、稳定运行意义重大。下面分析故障现象、原因及处理方法。

1 故障现象

750 kV变压器为天威保变公司于2010年6月生产的产品，设计型号为DFP-260000/800型，该变压器为单相双绕组油浸式电力变压器，额定电压为800/[3]±（2×2.5%）/20，铁芯、夹件的接地分别通过小套管将接地线引至油箱的底部，和变压器本体外壳并列接地。

2015年4月13日，主变停电进行电气预防性试验时发现#2机主变B相夹件对地绝缘电阻为0 Ω，铁芯对地绝缘电阻绝缘值符合要求。由此可以判断，夹件存在多点接地，具体数据如表1所示。变压器投运后，对夹件接地电流进行测试，结果为0.08 A，没有超过电力变压器运行规程中不大于0.1 A的要求。每月对夹件接地电流进行测试，电流基本稳定保持在0.1 A左右，2016年12月18日例行测试时发现夹件电流高达96 A，且随负荷的变化而变化，严重超过相关国家标准的规定值[1]，最近一年油色谱数据未见异常，具体数据如表2所示。

2 故障原因分析

2015年4月13日，变压器预防性试验发现夹件绝缘电阻为0 Ω，经查阅，历次夹件接地电流测试数值都很小且处于规定范围内，咨询厂家及国网宁夏电力公司电力科学研究院意见，笔者认为夹件可能通过油泥与油箱底部形成非金属接地[2]且主变可以投入运行，但应该每月测试接地电流和做油色谱分析。

夹件接地电流增大且随负荷变化而变化，下面分析具体原因[3-4]。首先，可以排除绝缘受潮的可能，经查阅，历次绝缘油全分析试验数据中的水分未超标，数据变化不大且控制在8 mg/L以内。其次，实测铁芯接地电流为0 A，可以排除铁芯与夹件之间绝缘损坏造成多点接地的可能。最后，查阅变压器结构及油色谱跟踪情况分析结果，初步判断变压器夹件接地引出线发生接地的可能性大，但夹件在油箱内部接地后未产生过热和放电现象，不会对变压器正常运行产生影响。

3 故障处理

变压器经过1 a运行后，2016年4月5日，对2号主变B相进行真空滤油，油循环24 h，静置4 d后，再次对主变B相进行预防性试验，主变B相夹件接地电阻值仍然为0 Ω，情况未见好转。具体试验结果如表3所示，相别为B相，出厂编号为20105S10。根据变压器气体分析数据和油泥形成的条件可以判断，这不是油泥形成的非金属性接地[2]。

在电阻加装过程中，解开夹件接地线，会导致夹件失地而产生悬浮电位。为了防止出现这种情况，首先在夹件接地线回路中串联万用表（FLUKE 15B），将万用表（1 000 V）切换至电压挡，解开夹件接地连接回路，读出接地悬浮电压，就地实测当时负荷对应下的接地电压为0.286 V，然后将解开的夹件重新连接好。根据相关国家标准规定，夹件接地电流应控制在100 mA以内[1]，经计算，在接地回路中至少应该串入2.86 Ω的电阻。考虑到最大夹件回路电流为96 A，本研究选取35 mm2的电缆线，将电缆终端接入刚解开的部位，如图1、图2所示。在回路中串入经过并联的四个型号为ZG12-1500W/150Ω的电阻，其总电阻大约为38 Ω。此时，夹件的接地电流变为7 mA左右，在随后的运行中，主变夹件接地电流随负荷变化的数据如表5所示，接地电流完全符合相关国家标准的规定。不定期对油色谱数据进行分析，结果正常，说明主变夹件接地电流超标缺陷已消除。测试时间为2016年12月20日。

4 结论

对于夹件的接地缺陷，可通过在运行中检测油色谱和接地线的电流，停电时测量铁芯对地、夹件对地、铁芯和夹件间的绝缘电阻来进行判断。当断定夹件存在两点或者多点接地故障时，在无条件及时判断处理或不适合排除故障的情况下，可采用在接地回路中串入限流电阻的方法将接地电流限制在100 mA以内。这样可以大大减轻多点接地对设备的危害，防止夹件多点接地引发其他故障，保证设备正常运行。在运行过程中，应加强变压器绝缘油的色谱分析和电气试验的监督，做好接地电流定期测试工作。在无法确定串入接地电阻大小时，可按本文中的方法用万用表测试接地回路中的悬浮电压，然后根据相关国家标准规定的电流值进行电阻计算，得到所需要的电阻大小，最后进行加装。

参考文献：

[1]国家能源局.电力变压器运行规程：DL/T572—2010[S].北京：中国电力出版社，2010.

[2]国家能源局.变压器油中溶解气体分析和判断导则：GB/T 7252—2014[S].北京：中国电力出版社，2001.

[3]尹克宁.变压器设计原理[M].北京：中国电力出版社，2003：78-79.

[4]徐潤光.一起500 kV主变铁心夹件接地故障的分析及现场处理[J].变压器，2005（3）：43-44.

[5]刘相枪，郭慧浩，梁耀升.一起进口500 kV变压器夹件接地电流过大的处理[J].广东电力，2009（3）：61-63.