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變壓器夾件多點接地缺陷分析及處理

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變壓器夾件多點接地缺陷分析及處理

發布日期:2018-12-28 作者: 點擊:

 貴州變壓器變壓器大圣娱乐夾件多點接地缺陷分析及處理

大圣娱乐摘要:介紹一起220 kV 變壓器夾件多點接地缺陷分析及處理的全過程,重點闡述了缺陷產生機理、疑似接地點預判以及現場消缺方案和步驟,并在此基礎上提出了針對性措施和建議,為變壓器現場運維檢修提供了參考借鑒。

       關鍵詞:變壓器;多點接地;夾件

      變壓器正常運行時,鐵芯和夾件必須分別可靠接地,同時還應避免多點接地,否則接地點之間形成閉合回路,由于磁場作用,將會在鐵芯或夾件上感應產生環流,造成鐵芯或夾件局部過熱,對變壓器油產生劣化作用,縮短變壓器使用壽命,環流較大時甚至會直接導致鐵芯或夾件燒毀,對貴州變壓器安全運行危害極大。

大圣娱乐      實際工作中,鐵芯多點接地較為多發,引起的后果也較為嚴重,通常用戶非常關注,而夾件多點接地則沒有引起足夠注意。事實上,夾件多點接地雖發生概率低,影響也相對小些,一旦出現過大的接地電流,長期得不到處理或限制,也將嚴重威脅變壓器安全運行。

       1 缺陷描述

    淮南電網某220kV 變壓器型號為SFSZ10–150000/220,額定電壓230/121/38.5kV,額定容量150MVA,于2009年2月出廠3月投運,投運前的安裝檢查及交接試驗(含油質試驗)未見異常,但投運4個月后曾出現油色譜氫氣超標現象(實測值235μL/L),且產氣速率呈較快增長趨勢。為確保變壓器運行安全,12月對該設備進行了濾油脫氣處理,之后油中氫氣含量減至28μL/L,其后2個月內的油色譜跟蹤試驗發現氫氣含量雖仍有細微增加,但產氣速率非常緩慢。此后,變壓器一直運行良好,未見任何異常現象。2015年5月檢測發現夾件接地電流超標(實測值360 mA)。

      缺陷發現后,立即對該貴州變壓器進行取油樣分析,結果微水、耐壓及色譜數據均正常。通過連續3周對變壓器運行情況的嚴密監視,發現夾件接地電流隨負荷增加而增大(當6月23日負荷為105MW時,接地電流達6290mA),油樣分析微水、耐壓試驗數據無明顯變化,但色譜氫氣含量異常(6月23日取樣,油中氫氣含量突增到162.1μL/L)。對變壓器進行臨時停電試驗,測得鐵芯對地絕緣電阻60000MΩ,鐵芯對夾件絕緣電阻51000MΩ,而夾件對地絕緣電阻為7Ω。根據絕緣電阻測試結果,基本可以斷定變壓器夾件有多點接地,而且非常可能是金屬接觸接地,因為單純的絕緣件受潮不會導致絕緣電阻值近似于0。

      2 缺陷分析

大圣娱乐      2.1 缺陷對變壓器安全運行的影響

大圣娱乐      從原理上分析,結合現場經驗,夾件多點接地不同于鐵芯多點接地,其產生的環流主要是由漏磁通感應產生,接地電流一般不會太大,通常最大不會超過十幾安培,按目前6290mA 的接地電流,不會對變壓器正常運行造成較大影響,在迎峰度夏不便停電之際,變壓器可以繼續運行,待負荷高峰期過后再停電處理缺陷,但由于負荷增大時,受漏磁增加的影響,夾件上感應環流會隨之增大,為保險起見,須對變壓器進行適當的限負荷。

      2.2 缺陷與2009年氫氣超標現象有無必然聯系

      變壓器2009年初次投運后不久曾出現油中氫氣超標異常現象,但油中其他氣體含量均正常,說明貴州變壓器內部并無放電現象,絕緣性能未受影響。由于交接試驗時油微水、耐壓及色譜分析均合格,運行4個月后氫氣超標,可能的原因是產品制造時內部絕緣材料烘烤不徹底,導致主變帶負荷運行時絕緣材料中殘留水分由于熱作用而散發到油里面并分解產生了氫氣。對于變壓器本次缺陷后,6月測得油中氫氣超標問題,從負荷、接地電流、氫氣含量等數據綜合分析,極可能是因為大負荷情況下夾件環流增大,加強了熱作用,導致絕緣材料中仍殘余的少許水分進一步散發出來并分解產生氫氣。因此,在因果機理上,本次缺陷與2009年氫氣超標現象并無必然聯系。

大圣娱乐      2.3 內部夾件主要的可能接地部位

大圣娱乐      位于變壓器鐘罩頂部的定位柱。為防止運輸途中器身(芯體)在里面發生位移,變壓器設計制造時在油箱上部、下部設置了多處固定點,上部定位柱共有3處,定位柱的四周通過絕緣擋板與油箱絕緣(擋板厚度約2~3cm),如果絕緣擋板破損或是有金屬顆粒、毛刺搭接,夾件將與油箱相連而出現多點接地現象。

      位于變壓器油箱底部的定位栓。其作用與鐘罩頂部的定位柱相同,對芯體進行固定保護,保障運輸途中變壓器安全。底部定位栓共有4處,分別通過絕緣墊板與油箱內壁絕緣,如果絕緣墊板破損或有金屬異物,同樣將導致夾件出現多點接地現象。

大圣娱乐      位于有載開關托板與金屬鉚釘之間處。金屬托板是與夾件相連的,金屬鉚釘則與開關法蘭相連,正常情況下有載調壓開關托板與金屬鉚釘呈水平狀,相互間存在一定間隙(比較小,2cm左右),只要有載開關安裝時法蘭精確平整,托板與鉚釘不會有接觸。但若有載開關安裝時,法蘭稍有偏移、開關本身傾斜或是鉚釘產生位移,由于變壓器運行時電動力作用下產生振動,金屬托板與金屬鉚釘之間的間隙會越來越小直至最終相互接觸,造成夾件與油箱相通而使夾件多點接地。

     貴州變壓器初次投運前進行過現場吊罩檢查,未發現任何異常情況,而且安裝完畢后絕緣測試及相關試驗均合格,因此,上下定位出現金屬異物搭接的可能性相對小些,而定位處絕緣擋板完全破損是需要較長時間的發展過程,可能性也比較小,可能性最大的接地點就是有載開關托板與鉚釘之間直接接觸,應列為缺陷排查的重點部位。

大圣娱乐       3 缺陷現場處理方案

       由于可能性最大的疑似接地點須進入油箱內部處理,加之變壓器本身存在油中氫氣超標現象,結合本次消缺一并解決,因此必須對變壓器放油。在放油的同時,可嘗試進行在外部就可方便處理的接地點的排查,一是對夾件引出線施加電壓進行放電沖擊來消除金屬絲搭接類不穩定接地;二是檢查上部定位有無絕緣擋板破損及其他異常。如外部方法無法確定接地點,則將全部油放完從檢修孔進入器身內部,檢查有載開關托板處有無異常。如仍無法確定接地點,則接下來必須對變壓器進行依次吊罩、吊芯再對下部定位栓進行排查。吊罩、吊芯作業費時費力,且安全風險較大,必須做好充分完善的準備工作和相關安全措施,且還應考慮到天氣狀況。

       4 缺陷現場處理過程

       對變壓器放油,由于油量較大,排油前先關閉儲油柜、散熱器與本體連接的管道閥門,盡量減少放油量,并采取油泵輔助提高放油效率。放油的同時,在變壓器頂部對夾件接地的引出線和引出套管進行檢查,確認套管外觀無破損、引出線絕緣包扎良好后,開始對接地引出線施加2500V 電壓進行沖擊,未見任何異常響聲。完成沖擊后測試夾件對地的絕緣電阻為8Ω,與先前測試結果相比基本無差異,排除了本次缺陷為金屬絲搭架不穩定接地的可能。

      依次卸掉頂部3個定位柱的封蓋,檢查發現絕緣擋板均完好,未發生位移痕跡,定位柱均未接觸油箱壁,排除了上部定位處接地的可能。

       繼續放油,直至全部油排完,打開變壓器側面檢修孔蓋,進入油箱內部檢查有載開關托板,發現托板與金屬鉚釘之間幾乎無間隙,疑似有直接接觸現象。嘗試松開兩顆有載開關法蘭固定螺絲后用工具敲錘鉚釘(用力得當,防止元部件受傷),然后測量夾件對地絕緣電阻,發現絕緣電阻值增到87MΩ。初步判定托板與鉚釘接觸就是所要排查的接地點,因此繼續敲錘鉚釘調整托板與鉚釘之間的間隙至2cm 左右,用事先備好的絕緣擋板將托板與鉚釘隔離,并綁扎固定住絕緣擋板。再次測量夾件對地絕緣電阻,阻值進一步增大到56000MΩ,測鐵芯對地、鐵芯對夾件絕緣電阻,阻值分別為62000MΩ和54000MΩ,可以確定夾件多點接地缺陷已經消除。

       檢查確認油箱內部無遺留工具和其他雜物后恢復檢修封蓋,濾油脫氣并對變壓器注油。注油完畢靜置超過48h后進行變壓器的油質化驗及有關電氣試驗,所有數據均合格,缺陷處理順利完成,具備恢復送電條件。

       貴州變壓器正常帶負荷后進行連續3天的油色譜分析及接地電流測試,鐵芯及夾件接地電流均小于5mA,進一步論證夾件多點接地缺陷確實已排除。

大圣娱乐       5 建議

大圣娱乐       本文中缺陷的產生不排除與變壓器結構設計不合理有關。當懷疑缺陷是由于設備材質、工藝或構造所致時,應對同一廠家的同類變壓器進行逐一排查,結合停電機會細致診斷,停電前還須加強運行中的監視。

       應加強有關的技術監督,在變壓器設計、選料、制造、運輸、安裝等關鍵環節上密切跟蹤監督,從源頭上進行把關。

大圣娱乐       運行中最好利用在線監測手段實時監視鐵芯和夾件接地電流,若發現接地電流超標而又不能及時停電處理,可采取串接限流電阻的臨時措施,并加強油色譜跟蹤。

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