铁心多点接地故障分析与防范措施.pdf

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1、第3 9 卷第3 期萝 踌 口2 0 0 2 年 3 月了况ANS F ORA 夕 FRV o l . 3 CM ar c hN o . 320 02铁心多点接地故障分析与防范措施组开雏护曹稚萍， 程建安， 范新清， 孟旭， 王萍 ( 1 . 大庆电业局， 黑龙江 大庆 1 6 3 4 5 4 )摘要: 通过对红旗1 号主 变压器铁心多点接地故阵的分析， 找出 产生故冰的原因。 并提出了防范措施关键词: 变压器; 铁心; 接地中图分类号:文献标识码 : B文童编号: 1 0 0 1 - 8 4 2 5 ( 2 0 0 2 ) 0 3 一0 0 3 0 一0 4变压器是电力系统中重要的电气设备。

2、如果变 压器发生烧损事故， 不但电力部门自身损失惨重， 而 且还将给社会带来消极影响。因此， 提高电力变压器运行的可靠性是极为重要的。影响电力变压器安 全运行的因素之一是变压器铁心多点接地故障。近几年来， 我局多次发生变压器铁心多点接地 故障，如肇 州变电所 I号 主变压器 ( S F S L I -2 0 (1 0 创1 1 0 ) ， 先锋变电所 土 号主变压器( S F P S 7 - 1 8 0 0 0 0 / 2 2 0 ) 、 红旗变电所 1 号主变压器( S F P S 3 - 1 5 0 0 0 0 / 2 2 0 ) 、 明水变电所 1 号主变压器( S F S L 1 -2

3、 0 0 0 0 / 1 1 0 ) 、 安达变电所 2号主变压器( S F S L 7 - 3 1 5 0 0 / 1 1 0 ) 等大型电力变压器都存在铁心多点接地故障。它们之中。 轻者造成铁心局部过热。 重者造成局部烧损的重大事故故障进行分析。红旗 1 号主变压器型号为: S F P 5 3 - 1 5 0 0 0 0 / 2 2 0 , 1 9 8 4年投人运行。1 9 8 9年 5月由 于风机反转， 引起油纸绝缘过热, 1 9 9 0 年 9 月 1 2日 进行了大修。1 9 9 6 年 1 2 月对该台变压器的油进行 色谱分析发现， 其总烃含量增加到 1 3 1 . 7 V L /

4、 L , 试 验数据见表 1 ， 分析为铁心多点接地故障。试验数据见表 1 , 农1 油中溶解气体含，单位: p L / L试验日期HsC HC z H ,C z H,F I. .( : O以 ,Ci +C ,1 9 9 6 . 1 0 . 1 302 4 . 8 5 . 3 1 5 . 000 8 7 . v4 1 0 9 . 14 5 . 11 9 9 6 . 1 2 . 2 8匣5 0 . 7 2 4 . 1 5 6 . 9区E 70 . 54 7 1 5 . 21 3 1 . 71 铁心多点接地故障分析现以红旗 1 号主变压器为例， 对铁心多点接地1 . 1 采用特征气体分析判断主要气

5、体: C H,qH,次要气体: C z H 。 , HE可判断为存在着过热性故障。 1 . 2 故陈严贡程度诊断从变压器油中溶解气体的绝对产气率和相对产Y E We i - mi n，WA N G P e n g - b o , WUMi n ( S h a n g h a i G E G u a n g d i a n C o . ， L t d， S h a n g h a i 2 0 1 4 0 0 , C h i n a )A b s t r a c t ; A c c o r d i n g t o t h e t r a n s f o r m e r , t h e n e c

6、e s s i t y w i n d i n g a r e s u m ma r i z e ds t r uct ur eo f t h e f o i l w i n d i n g o f a a n d a v a i l a b i l i t y t o p l a c e a i r g a p se p o x y r e s i n 一 c a s t i n g d r y t y p e i n a s e c t i o n a l i z e d c a s t i n g f o i lK e y w o r d s : D r y - t y p e t r

7、a n s f o r m e r ; F o i l w i n d i n g ; T e m p e r a t u r e r i s e ;A i r g a p; R e s e a r c h收稿日期; 2 0 0 1 一1 2 -2 8 作者简介: 叶尉敏( 1 9 6 3 一) 。王腆波( 1 9 6 7 一) ，昊敏( 1 9 7 4 一) ，男. 上海市人. 上海通用电气广电有限公司工程师， 从事变压器制造工艺; 男， 河南林州人. 上海通用电气广电有限公司工程师. 从事变压器产品设计 男。 上海市人。 上海通用电 气广电有限公司助理工程师， 从.变压器制造工艺。一_ ，

8、 - - - 一 ， ， . . ， 目 . . . . . . . . . 一 一 - -一万方数据第 3期曹雅; w- . 程建安、 范新清、 孟旭、 王萍: 铁心多点接地故障分析与防范措施气率的结果7.(0o)， 就可判断变压器故障的严重程度。C ;: 一C i, d 亡 1x l 0 0 %1 3 1 . 7一 4 5 . 14 5 . 1x 2 . 1 5_ x ， 。 。 %二 7 6 / 月 C;， 一 C i r=口t 21 0 肠/ 月1 3 1 . 7一 4 5 . 1 7 5又 2 4x 4 9 . 77x 0 . 8 9= 2 . 6 9 mL / h 0 . 5 mL

9、 / h 式中Y , 相对产气速率, %/ 月7 . 绝对产气速率， mL / hC 第一次取样测得某气体浓度， K 1 . / LC : 第二次取样测得某气体浓度， k L / L,a t , 两次联样时间间隔中的实际运行时间， 月d t 2 两次联样时间间隔中的实际运行时间 ， hG设备总油重. tP -油的密度， t / m 从产气速率看， 判断为过热性故障。 1 . 3 故障类型和状况诊断1 . 3 . 1 故障类型三比值编码为:= 1 4 . 8 W 式中Q 1 = 9 . 3 3 k J / LR-故障时间内的产气量, LH故障持续时间， sT = 6 4 5 . 1 C= 1 0

10、 0 . 0 0 3 1:8 x ( - 9 . 7 一 0 . 0 0 0 4 71 . 3 . 4 故障源面积佑算基于阿累尼乌斯的化学反应速度公式I g k =1 -91 式中 k 反应速度系数， 即为产气速度系数T绝对温度, Ka , P 与温度有关的系数 由月冈和大江等人实测得到不同温度的a B 系数，导出下列经验公式:T = 5 0 0 . 6 0 0 0C , I g k =1 4 . 4 一1 1 8 0 0I g k =1 4 . 4 一1 1 8 0 0 一二 二 2 7 3+6 4 5 . 11 5 5一05 6 .q = 0 6 , 7 . ( QH , ) Y , (

11、C H 4 ) ; 故障发生在磁路的特征: 无瓜H : 或很微 小， qH 2 / ( C , +C z +H 2 ) 0 . 5 m L / h ( 密封式) 呈上升趋势。三比值编码为 0 2 1 ， 高压侧铁心接地电流为4 . 3 A ( 正常为。 ， I A以 下) ， 铁心对地绝缘电阻为 0 , 所以判断此台主变存在铁心多点接地故障。Q , R r艺 二 ， - ; 下 尸=El 寸9 . 3 3 X2 . 6 9 X 7 5 X2 4 0 . 0 0 0 4 7 X 7 5 X 2 4 X 3 6 0 02 产生故障原因( 1 ) 铁心绝缘受潮或损伤， 箱底沉积油泥及水 分， 绝缘电

12、阻下降， 夹件绝缘、 垫脚绝缘、 铁心绝缘 ( 纸板或木块) 受潮或损坏等， 导致铁心多点接地。( 2 ) 油箱内有多余金属物 如铁、 铁丝) ， 使硅钢万方数据亚 压口第 3 9卷片局部短路。如肇州 1 号主变压器在吊罩检查时发现有三段曲折形钢丝。( 3 ) 变压器内存在导电悬浮物a . 变压器制造过程中残留在变压器内部的一些 具有导电性质的悬浮物。这些悬浮物在电磁场的作 用下， 形成导电小桥， 使铁心与油箱壁短接。这种情 况常常发生在油箱底部， 一些粉末状悬浮物附着在铁心底部绝缘垫块表面上。b . 潜油泵轴承磨损产生的金属粉末进人主变 油箱中， 并堆积在底部， 在电磁引力作用下形成桥路，

13、使下铁扼与垫脚或箱底接通， 造成多点接地。c ， 变压器油箱和散热器等在制造过程中， 焊渣 清理不彻底。当变压器运行时， 特别是强油循环冷 却变压器， 在油流的作用下， 往往把杂质堆积在一起， 使铁心与油箱壁短接。先锋 1 号主变压器、 红旗 1 号主变压器、 明水 1 号主变压器、 安达2 号主变压器均由悬浮物导致铁 臼 多点接地。( 4 ) 穿心螺杆钢座套过长， 与硅钢片短接。( 5 ) 吸湿器内硅胶中含的杂质， 特别是水进人油 中， 使铁心底部绝缘垫块受潮， 引起铁心对地绝缘水平下降。( 6 ) 运行维护差， 不按期检修或检修质量不佳。 如明水 1 号主变压器先后两次发生铁心多点接地故

14、障。原因是由于悬浮物及沉积杂质未彻底清理， 导 致铁心多点接地故障再次发生。( 7 ) 铁心碰油箱、 碰夹件。安装完毕后， 由于疏 忽， 未将油箱顶盖上运输用的定位钉翻转过来或拆 除掉， 导致铁心与油箱相碰; 铁心夹件肢板碰触铁心 柱; 硅钢片翘曲触及夹件肢板。铁心下夹件垫脚与 铁扼间纸板脱落， 垫脚与硅钢片相碰。温度计传感 器外套( 金属材质) 与夹件或铁扼、 心柱相碰等。( 8 ) 设 计不合理造成铁心与油箱底部距离过 近等。3 铁心接地故障的检测方法( 1 ) 铁心外表面发生接地故障时， 运行中可以使 用钳形电流表通过测量铁心外引接地线中的电流来 判断铁心是否存在多点接地故障。如果电流达

15、到数 安培， 则可判定铁心存在多点接地故障。但是应当 注意， 由于变压器油箱壁的周围存在漏磁通， 它使测 量结果产生很大误差， 很容易造成判断失误。 解决 问题的方法， 一是测量位置应选择在变压器油箱壁 高度的二分之一处， 该处的漏磁通较小且与接地引 下线平行。二是进行两次测量， 第一次将钳形电流 表紧 靠被测接地引下线边缘， 但并不钳住接地线， 读取一个电流数据， 该读数为漏磁通干扰电流。第二 次在同一位置用钳形电流表钳住接地引下线， 读取 第二个电流数据， 该读数为铁心接地电流和漏磁通 千扰电流之和， 两次读数之差即为实际铁心接地电流。( 2 ) 停电时可以用兆欧表测量铁心绝缘电阻来 判断

16、铁心是否存在接地故障。4 铁心多点接地故障处理( 1 ) 由悬浮物导致的铁心多点接地， 可采用电容 放电冲击法处理。如先锋 1 号主变压器、 红旗 1 号 主变压器、 明水 1 号主变压器、 安达 2号主变压器 等， 都是采用电容放电冲击法消除故漳点的。( 2 ) 由较大的金属遗留 物导致铁心多点接地， 可 吊罩检查加以清除. 如荤州 1 号主变压器在吊罩检 查时发现油箱底部有三段曲折形钢丝， 钢丝直径约 0 . 3 1 m m， 长度分别为 2 5 m m, 2 8 m m, 3 1 n i m, 钢丝取 出后再次测量， 结果铁心对地绝缘良好。( 3 ) 由受潮引起的接地故障要进行绝缘干燥处

17、理 。5 防范措施( 1 ) 加强附属设备的维护， 应对吸湿器内的硅胶 进行过筛、 烘干浸泡处理， 防止其杂质进人油中， 确 保主变安全运行。吸湿器内的硅胶也应定期进行更换。( 2 ) 定期对变压器油进行色谱分析， 特别是对发 生过多点接地故障的变压器， 要缩短检测周期。( 3 ) 保证大修质量， 防止铁心多点接地故障再次 发生。大修时要对油箱底部彻底进行冲洗， 防止残 留导电悬浮物及金属粉末进人变压器油箱内， 避免 工具遗留在油箱内等。( 4 ) 定期记录变压器油的油温， 并与同期进行比 较， 如发现温度升高较明显时， 应进行综合分析。( 5 ) 变电所应定期进行铁心接地电流测试， 发现 异

18、常及时与有关部门联系， 以便进行色谱跟踪分析并排除故障。( 6 ) 改进变压器的结构， 如加大铁心与油箱底部 距离， 改善油道， 增加排污系统， 使其结构更趋于合理 。( 7 ) 对发生过铁心多点接地故障的变压器， 在故 障排除后应进行真空脱气处理， 投人运行后应定期 进行变压器油色谱跟踪分析， 防止故障再次发生。6 结束语近几年来， 我们加强了对大型主变压器的变压-. . . . . . . . . 户 . . . .-一， . . ， . . . . . . . . . 目-.一. . . . . . . . . . . . . . ， . .万方数据第 3 9 卷第 3 期2 0 0 2

19、年 3月夕 压 口了r t . 今NS FO月n月乙 月V o l . 3 EM a rc hN o . 32 00 2一起主变油温升高的故障诊断与处理黄炳洪 ( 龙岩电业局， 福建 龙岩3 6 4 0 0 0 )摘要: 对一起1 1 0 k V变电 站双绕组主变压器油温升高的故障进行了深入分析 找出了 故阵原因并介绍了 排除故障的方法。 关键词 : 变压器; 油温; 分析; 处理 中图分类号: 4 0 7文献标识码: B文章编号: 1 0 0 1 -8 4 2 5 ( 2 0 0 2 ) 0 3 -0 0 3 3 -0 41 主变压器的异常现象1 9 9 7年 4 月建成投产的龙岩城关 HO

20、 W 变电 站 I 期是单台S F Z 9 -3 1 5 0 0 / 1 1 0主变压器， 它担负着联络系统和向城区供电的重要任务。该主变压器 绕组联结组别为 Y N d l I ， 有载分接开关为Y m 型， 操 动机构为MA 9 。主变压器油箱为桶式( 标准式) ， 器 身吊重 2 7 . 4 t ， 油重 1 1 . 2 t 。此主变压器 HO W 侧中“ “ “ 分 一 分“ 任 “ 分分毛 分4 一 铸 铸 一一“ 器油色谱跟踪监视， 并对异常主变压器进行综合分 析。根据高压专业试验结果和 变压器油中溶解气 体分析和判断导则 ， 结合我局实际情况制定了色谱 跟踪制度和色谱月跟踪报表，

21、 并严格加以执行。其 次还对吸湿器内的硅胶加强了监督和维护。通过采取这些有效的措施， 有效防止了多台大型主变压器烧损事故的发生。参考文献:E l l 操教奎 变压器油中气体分析与诊断仁 M . 武汉 湖北新生日 报出版社. 1 9 8 7 . 2 1 G B 7 2 5 2 -1 9 8 7 , 变压器油中溶解气体分析和判断导则 5 皿 -A n a l y s i s o f Mu l t i p o i n t E a r t h i n g F a u l t s i n Ma g n e t i c C o r e s a n d T h e i r P r o t e c t i v

22、 e Me a s u r e sC A O Y n 一 p i n g ， C H E N G J i a n - a n， F A N Xi n 一 q i n g， ME NG Xu，WA NG Pi n g( D a g i n g E l e c t r i c P o w e r B u r e a u , D a q i n g 1 6 3 4 5 4 , C h i n a )A b s t r a c t : T h e c a u s e s o f t h e m u l t i p o i n t e a r t h i n g f a u l t i n H o n

23、g q i N o . 1ra at nt r a n s f o r me r a r ef o u n d o u t b y a n a l y z i n g t h e f a u l t . T h e p r o t e c t i v e m e a s u r e s a r e p r e s s e n t e d .K e y w o r d s : T r a n 习 -o r me r ; C o r e ; E a r t h收稿日期: 1 9 9 9 -0 8 -1 8 作者简介 曹雅萍( 1 9 6 3 -)女程建安 1 9 6 1 一) . 男孟旭( 1 9 7 1 一) ， 男范新清( 1 9 7 1 一 . 男王萍( 1 9 7 1 一) ， 男， 吉林省龙井市人， 大庆电业局试验所高工. 从事油化验试验 . 黑龙江省安达县人 大庆电业局北星公司工程师， 长期从事高电压试验， 黑龙江省大庆市人. 大庆电业局试验所助工， 从事油化验试验; ， 黑龙江省大庆市人， 大庆电业局试验所助工， 从事油化验试验; . 黑龙江省富裕市人， 大庆电业局试验所助工， 从事抽化验试验.-一一一一一-一一一-一卜 卜一万方数据