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      淺談500kV 油浸式變壓器鐵芯多點接地故障

      文章出處:未知 人氣:發表時間:2018-08-29 08:50

      一般在鐵芯出現有兩處或兩處以上接地點,導致鐵芯局部產生高溫然后損壞絕緣,嚴重的甚至會發生燒損。

      本文通過一起油浸式變壓器鐵芯接地故障的處理實例,分析了變壓器鐵芯出現多點接地故障時的查找以及處理方式。

      油浸式變壓器鐵芯多點接地,是變壓器較常見故障之一,特別是500kV 這種大型油浸式變壓器。這類故障輕微的會造成鐵芯局部過熱,然后導致油分解,產生可燃性氣體,嚴重的會造成鐵芯局部燒損。

      而對于查找多點接地故障點,常規的檢查方法就是吊罩檢查,如果不能直接找到故障點,一般都是用直流法或者交流法進行查找的。

      因為多點接地故障點的位置都是在不同的地方,查找和處理起來都存在著一定的難度。不但工作量大、費用高、停電時間長,給用戶用電造成影響,而且大型變壓器吊罩存在很大的風險。

      一、鐵芯多點接地故障的危害與原因

      1.1、鐵芯多點接地故障的危害

      因為變壓器的磁路部分是鐵芯,所以鐵芯在油浸變壓器安裝完畢以后,直接通過絕緣小套管接地的。

      變壓器在正常運行中時,交變磁場存在于繞組四周,低壓繞組與鐵芯、高壓繞組與低壓繞組、鐵芯與外殼等三組都因為電磁感應的作用存在著寄生電容,這時鐵芯對地產生要懸浮點位,就需要帶電繞組通過寄生電容產生耦合作用。

      因為鐵芯與繞組的距離跟其他金屬構件與繞組的距離都是不一樣的,所以致使各構件之間存在著電位差,只有當兩點之間的電位差能夠擊穿其間的絕緣時,才會產生火花放電的現象, 不過這種放電并不能連續。

      因此如果長期下去會對固體絕緣與變壓器油都會造成一定的影響,但把外殼與鐵芯連接起來,使鐵芯與外殼等電位,沒有電位差就能消除這種現象。

      但當鐵芯或其他金屬構件有兩點或多點接地時,接地點就會形成閉合回路,造成環流,就會引起局部過熱,導致油分解,絕緣性能就會下降,嚴重時,會使鐵芯硅鋼片燒壞,局部過熱擴大,形成惡性循環,造成變壓器燒損重大事故。

      因為500kV 是大型油浸式變壓器,所以就更容易發生這種故障。

      1.2、鐵芯多點接地故障的原因

      因鐵芯如果有兩點或者兩點以上的點接地就會形成閉合回路,致使局部過熱,嚴重的會燒毀變壓器,而造成鐵芯多點接地故障的原因有以下幾點:

      (1)、鐵芯絕緣如果受潮或損壞,就會導致鐵芯高阻多點接地。

      (2)、穿芯螺栓鋼座套如果過長就會與硅鋼片短接。

      (3)、有時候安裝時如果疏忽就會使鐵芯碰夾件或者碰殼。

      (4)、加工工藝和設計如果不合格就會使接地片造成短路。

      (5)、潛油泵軸承磨損產生的金屬粉末,如果不清理就會形成橋路,造成鐵軛與箱底多點接地。

      (6)、在制造過程中如果雜質清理不徹底,一些導電微粒使鐵芯與外罩或拉帶短路。

      (7)、主變內如果存在金屬異物和鐵芯工藝產生的毛刺、鐵銹與焊渣等因素引起接地。

      二、 變壓器鐵芯多點接地故障的檢測

      2.1、變壓器油色譜跟蹤試驗分析

      變壓器內部是否正?;虼嬖诠收?,常用變壓器油色譜跟蹤試驗分析,以此來查明原因。如表1 所示。

      2.2、測量接地線有無電流

      變壓器鐵芯多點接地故障很容易出現一種假象,那就是有時候變壓器鐵芯在碰到上夾件而造成多點接地故障時,接地電流只存在于鐵芯夾件的內部,而鐵芯接地引出線中并沒有電流流過。

      因此,變壓器鐵芯的外引接地套管的接地線上是否有電流通過可以用鉗形電流表來檢查。

      因為在一般情況下,變壓器鐵芯的接地電流都在mA 級別,小于,0.3A 的,但地線上故障電流就有可能會達到17-25A ,鐵芯主磁通周圍會出現匝內有環流流過的短路匝。

      所以只要測量接地引線中有無電流,就可以判斷出變壓器鐵芯多點接地故障是否在變壓器鐵芯中出現。

      三、變壓器鐵芯多點接地故障的處理方法

      3.1、電容放電沖擊法

      變壓器鐵芯多點接地故障一般都是由鐵芯毛刺、焊渣或懸浮物引起的。

      可以利用高壓電氣試驗,然后用升壓變壓器進行慢慢升壓放電,但是在做試驗的時候要根據現場的環境、變壓器的接地方式和接地程度等具體情況來進行。

      具體的操作步驟是:首先,要用輸出電壓大約在2500V 的直流電壓發生器對0.3 ~ 50μF 左右的電容進行充電,再用充好電的電容器對變壓器鐵芯多點接地故障點進行放電,此時判定變壓器鐵芯多點接地故障點,就是聽有沒有響聲,看有沒有青煙冒出就可以判定。

      但這樣還不算完成了電容放電沖擊,在判定了故障點以后還需要用絕緣拉桿將電容器與直流電壓發生器的連接線斷開并與外引線接觸,然后能聽到放電聲時才算完成。

      要證明已經排除變壓器鐵芯多點接地故障,需要用1000V 兆歐表測量變壓器鐵芯絕緣電阻,絕緣電阻值達到正常值時就代表已經排除了。

      3.2、電流沖擊法

      首先要先把電焊機的輸出電流調到最小值,之后把變壓器鐵芯接地端和電焊機接地線連在一起,墊腳要用焊把快速碰觸,這個時候要墊腳與鐵芯片會形成一個回路后,流過接地故障點的電流就會把故障點燒掉。

      在使用大電流沖擊法操作時,變壓器鐵芯墊腳的地方如果冒出黑煙,就代表沖擊電流值在不斷加大。

      這時就要立刻把電焊機給關掉,然后檢查墊腳墊塊木紋方向有沒有發黑或存有碳化物,如果有就要將所有發黑的木墊塊換成干燥的木墊塊以后,對地與鐵芯進行絕緣測量。測量結果如果是正常的,這就表明變壓器鐵芯多點接地故障已經排除。

      四、防范措施

      對于500kV 油浸式變壓器鐵芯多點接地故障,其實是可以在一定程度去防范的,可以從以下幾點入手:

      (1)、一般只要在制造的過程中把內部遺留的雜質認真的清理干凈,新變壓器安裝時,現場用吊罩檢查鐵芯夾件,油箱清理干凈,油質也要干凈。

      鐵芯槽和各間隙處都要用油或氮氣來沖吹清理。不能吊罩檢查的變壓器,應在采取措施后從人孔進入檢查。

      (2)、對于變壓器的監造和出廠驗收工作要加強。

      (3)、強化變壓器的定期檢查工作,在發現鐵芯多點接地時要及時解決。

      五、總結

      通過以上的分析,我們可以知道變壓器鐵芯多點接地故障一般都是由鐵芯毛刺、焊渣或懸浮物引起的。而對于鐵芯故障可以通過變壓器油色譜跟蹤試驗分析和測量接地線有無電流來進行跟蹤監測。

      然后再通過直流法和交流法來判斷鐵芯故障點,確定以后就用電容放電沖擊法和電流沖擊法來處理變壓器鐵芯多點接地故障。通過以上的方法來處理變壓器鐵芯多點接地故障不但效果明顯,而且省時又省力。