變壓器鐵芯多點接地故障的判斷
目前,我國制造的大中型變壓器的鐵芯都經(jīng)一只套管引至油箱體外部接地?這是因為電力變壓器在正常運行時,繞組周圍存在電場,而鐵芯和夾件等金屬構(gòu)件處于該電場之中,且場強各異?若鐵芯不可靠接地,則產(chǎn)生充放電現(xiàn)象,損壞其固體和油絕緣?因此,鐵芯必須有一點可靠接地?如果鐵芯由于某種原因在某位置出現(xiàn)另一點接地時,形成閉合回路,則正常接地的引線上就會有環(huán)流,這就是人們常說的鐵芯多點接地故障?變壓器的鐵芯多點接地后,一方面會造成鐵芯局部短路過熱,嚴重時,會造成鐵芯局部燒損,釀成更換鐵芯硅鋼片的重大故障?另一方面由于鐵芯的正常接地線產(chǎn)生環(huán)流,引起變壓器局部過熱,也可能產(chǎn)生放電性故障?有關(guān)統(tǒng)計資料表明,因鐵芯多點接地造成的事故占變壓器總事故的第三位?本文通過畢節(jié)供電局東關(guān)變SFSL-20000/110型三圈變現(xiàn)場吊芯檢修實例,對變壓器鐵芯多點接地的分析判斷和處理方法逐一介紹?
一?鐵芯多點接地故障的判斷
1?測量鐵芯絕緣電阻:鐵芯絕緣電阻為零或很低,則表明可能存在鐵芯接地故障?
2?監(jiān)視接地線中環(huán)流:對鐵芯或夾件通過小套管引起接地的變壓器,應(yīng)監(jiān)視接地線中是否有環(huán)流,如有,則要使變壓器停運,測量鐵芯的絕緣電阻? 來源:輸配電設(shè)備網(wǎng)
3?氣相色譜分析:利用氣相色譜分析法,對油中含氣量進行分析,也是發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯接地最有效的方法?發(fā)現(xiàn)鐵芯接地故障的變壓器,其油色譜分析數(shù)據(jù)通常有以下特征:總烴含量超過“變壓器油中溶解氣體和判斷導(dǎo)則”(GB7252-87)規(guī)定的注意值(150μL/L),其中乙烯(C2H4)?甲烷(C2H2)含量低或不出現(xiàn),即未達到規(guī)定注意值(5μL/L)?若出現(xiàn)乙炔也超過注意值時,則可能是動態(tài)接地故障?氣相色譜分析法可與前兩種方法綜合起來,共同判定鐵芯是否多點接地?
二?現(xiàn)場簡易處理方法
1?不吊芯臨時串接限流電阻
運行中發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯多點接地故障后,為保證設(shè)備的安全,均需停電進行吊芯檢查和處理?但對于系統(tǒng)暫不允許停電檢查的,可采用在外引鐵芯接地回路上串接電阻的臨時應(yīng)急措施,以限制鐵芯接地回路的環(huán)流,防止故障進一步惡化?
在串接電阻前,分別對鐵芯接地回路的環(huán)流和開路電壓進行測量,然后計算應(yīng)串電阻阻值?注意所串電阻不宜太大,以保護鐵芯基本處于地電位;也不宜太小,以能將環(huán)流限制在0.1A以下?同時還需注意所串電阻的熱容量,以防燒壞電阻造成鐵芯開路?
2?吊芯檢查
(1)分部測量各夾件或穿心螺桿對鐵芯(兩分半式鐵芯可將中間連片打開)的絕緣以逐步縮小故障查找范圍?
(2)檢查各間隙?槽部重點部位有無螺帽?硅鋼片?廢料等金屬雜物?
(3)清除鐵芯或絕緣墊片上的鐵銹或油泥,對鐵芯底部看不到的地方用鐵絲進行清理?
(4)對各間隙進行油沖洗或氮氣沖吹清理?
(5)用榔頭敲擊振動夾件,同時用搖表監(jiān)測,看絕緣是否發(fā)生變化,查找并消除動態(tài)接地點?
3?放電沖擊法
由于受變壓器身在空氣中暴露時間不宜太長的限制,以及變壓器本身裝配形式的制約,現(xiàn)場很多情況下無法找到其具體確切接地點?特別是鐵銹焊渣懸浮?油泥沉積造成的多點接地,更是難于查找?此類故障可采用放電沖擊法,這種方法要根據(jù)現(xiàn)場具體情況?接地方式和接地程度,在吊芯或不吊芯狀態(tài)下可進行?
現(xiàn)場應(yīng)用時,主要有電容直流電壓法和電焊機交流電流法?電焊機交流電流法只適用于金屬性接地故障,但電流不好控制,而現(xiàn)場這種情況極少,接地電阻大都幾百歐以上?電容直流電壓法現(xiàn)場取材較困難,操作不便且不安全,也不宜推廣?根據(jù)檢修實例和現(xiàn)場經(jīng)驗,本文介紹一種安全可靠?操作簡便,而且利于快速就地取材的方法?這種方法就是利用高壓電氣試驗用升壓變壓器進行放電沖擊?現(xiàn)場應(yīng)用時注意換算好二次電壓,由于鐵芯對地絕緣墊片很薄,故二次電壓不能高于2500V?
三?現(xiàn)場實例
畢節(jié)供電局工作人員對東關(guān)變2#三圈變(SFSL-20000/110)進行吊芯大修時發(fā)現(xiàn)鐵芯積鐵銹很多,鐵芯對夾件絕緣為0.15MΩ(用500V搖表搖測),用數(shù)字萬用表測得電阻值約為990kΩ,故判定鐵芯出現(xiàn)非金屬性多點接地故障,處理步驟如下:
1?對各絕緣薄弱重點部分進行外觀檢查,未發(fā)現(xiàn)有明顯接地點和放電痕跡?
2?分部搖測兩分半鐵芯對夾件絕緣,其中一半絕緣為500MΩ,另一半為0.15MΩ,說明是一側(cè)鐵芯多點接地?
3?以接地一側(cè)為重點,對鐵芯和絕緣墊片的鐵銹?油泥等雜物進行清理后,絕緣電阻無變化?
4?分別搖測現(xiàn)場能夠測到的絕緣片的表面絕緣電阻,均未發(fā)現(xiàn)問題?
5?用榔頭敲擊振動夾件,同時用搖表監(jiān)測絕緣電阻,沒有發(fā)現(xiàn)變化?
6?在箱體內(nèi)對鐵芯進行了兩次油泥沖洗后,接地現(xiàn)象仍未消失?
7?根據(jù)以上檢查,分析認定是由于懸浮鐵銹在電磁力的作用下,沉積在線圈內(nèi)部夾件與鐵芯的絕緣表面上形成穩(wěn)定的非金屬性接地故障,故決定用放電沖擊法?利用現(xiàn)場電氣試驗班組的升壓變壓器進行慢慢升壓放電(一定注意電流和電壓的變化緩緩操作,電壓不允許超過2500V)?當升至1000V左右時,聽見線圈內(nèi)部“砰”的一聲,接著停止測量絕緣電阻,發(fā)現(xiàn)絕緣電阻升至3MΩ?當升至1650V左右時,又聽見線圈內(nèi)部“砰”的一聲,停下測量絕緣電阻,發(fā)現(xiàn)絕緣電阻已上升到500MΩ?至此,多點接地故障已消除?
四?建議
1?運行中的變壓器最好能在鐵芯接地線上裝設(shè)電流表,便于及時發(fā)現(xiàn)故障?特別是在放電沖擊法消除接地現(xiàn)象后,更要加強監(jiān)視,防止再次形成故障? 2?當出現(xiàn)鐵芯多點接地故障時,要進行綜合測定和全面分析檢查后,再視現(xiàn)場具體情況選擇處理方案,切不可盲目進行放電沖擊或電焊燒除,以免造成絕緣損壞,使故障擴大?
3?每次吊芯大修時,一定要清潔油箱底部的油泥鐵銹等雜物,并用油進行一次全面沖洗?
4?加強潛油泵及冷卻器的檢修,防止由于軸承的磨損或金屬的剝落,引起變壓器鐵芯多點接地故障?
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