干式變壓器鐵心多點接地故障分析
目前內(nèi)制造的大中型干式變壓器的鐵芯都是通過套管引出油箱外部接地。這是因為電力干式變壓器正常運行時,繞組周圍有電場,而鐵芯、線夾等金屬部件處于電場中,場強不同。如果鐵芯不可靠接地,就會發(fā)生充放電,損壞其固體和油絕緣。因此,鐵芯必須可靠接地。如果鐵芯由于某種原因在某一位置的另一點接地,就會形成一個閉合回路,在正常接地的引線上會有一個環(huán)流,這種情況常被稱為鐵芯多點接地故障。干式變壓器鐵芯多點接地后,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,導(dǎo)致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)生的循環(huán)電流,干式變壓器可能會發(fā)生局部過熱,也可能發(fā)生放電故障。相關(guān)統(tǒng)計顯示,鐵芯多點接地引起的事故占干式變壓器事故總數(shù)的第三位。摘要:通過畢節(jié)供電局東莞變壓器SFSL-20000/110三環(huán)變壓器的現(xiàn)場維護實例,逐一介紹干式變壓器鐵心多點接地的分析、判斷及處理方法。
一、鐵芯多點接地故障的判斷
1.測量鐵芯的絕緣電阻:如果鐵芯的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)測接地線中的環(huán)流:對于鐵芯或線夾通過小套管接地的干式變壓器,監(jiān)測接地線中是否有環(huán)流,如果有,停止干式變壓器,測量鐵芯的絕緣電阻。
3.氣相色譜分析:利用氣相色譜分析來分析油中的氣體含量,也是找出干式變壓器鐵心接地較有效的方法。鐵心接地故障的干式變壓器油色譜分析數(shù)據(jù)通常具有以下特點:總烴含量超過《干式變壓器油中溶解氣體及判斷導(dǎo)則》(GB 7252-87)規(guī)定的注意值(150 L/L),乙烯(C2H4)和甲烷(C2H2)含量低或不出現(xiàn),即未達到規(guī)定的注意值(5 L/L)。如果乙炔也超過了注意值,可能是動態(tài)接地故障。氣相色譜法可與前兩種方法結(jié)合,確定鐵芯是否多點接地。
二、現(xiàn)場簡易處理方法
1.無掛芯限流電阻臨時串聯(lián)
干式變壓器鐵心多點接地故障在運行中被發(fā)現(xiàn)后,為了保證設(shè)備的安全,需要切斷電源檢查和處理懸掛鐵心。但如果系統(tǒng)暫時不允許停電檢查,可以采取臨時應(yīng)急措施,在外引鐵芯的接地電路上串聯(lián)電阻,以限制鐵芯接地電路的流通,防止故障進一步惡化。
串聯(lián)電阻前,分別測量鐵芯接地電路的環(huán)流和開路電壓,然后計算串聯(lián)電阻的電阻值。注意串聯(lián)電阻不宜過大,以保護鐵芯基本處于地電位;不要太小,把循環(huán)限制在0.1a以下,同時要注意串聯(lián)電阻的熱容量,防止燒壞電阻把鐵芯打開。
2、吊芯檢查
(1)測量每個線夾或穿線螺釘與鐵芯的絕緣(中間部分可以用一個開口和半個鐵芯打開),以便逐漸縮小故障查找的范圍。 #p#分頁標題#e#
(2)檢查是否有螺母、硅鋼片、廢料等金屬雜物。在每個間隙和凹槽的關(guān)鍵部分。
(3)清除鐵芯或絕緣墊片上的鐵銹或污泥,并用紅外線清潔鐵芯底部看不見的地方
由于干式變壓器本體不宜暴露在空氣中時間過長的限制,以及干式變壓器本身組裝形式的限制,很多情況下無法找到準確的接地點。尤其是鐵銹焊渣懸浮和污泥沉積造成的多點接地更是難以發(fā)現(xiàn)。這類故障可采用放電脈沖法,根據(jù)現(xiàn)場具體情況、接地方式和接地程度,可在掛芯或不掛芯的情況下進行。
在現(xiàn)場應(yīng)用中,主要有電容DC電壓法和焊機交流電流法。電焊機交流電法只適用于金屬接地故障,但電流不易控制,這種情況在現(xiàn)場很少見,接地電阻大多在幾百歐姆以上。電容DC電壓法現(xiàn)場取材困難,操作不方便、不安全,不適合推廣。根據(jù)維修實例和現(xiàn)場經(jīng)驗,介紹了一種安全、可靠、簡便的方法,有利于當(dāng)?shù)匚镔Y的快速獲取。這種方法是用升壓干式變壓器進行高壓電氣試驗,進行放電沖擊?,F(xiàn)場應(yīng)用注意二次電壓的轉(zhuǎn)換。由于鐵芯對地絕緣墊片很薄,二次電壓不能高于2500 V.
三.現(xiàn)場示例
畢節(jié)供電局工作人員檢修東莞變壓器2 #三環(huán)變壓器(SFSL-20000/110)時,發(fā)現(xiàn)鐵芯積有大量鐵銹,鐵芯與線夾絕緣為0.15m(500V搖表測得),數(shù)字萬用表測得的電阻值約為990 k,判斷鐵芯存在非金屬多點接地故障。處理步驟如下:1 .對絕緣不良的關(guān)鍵部位進行目視檢查
2.兩個半鐵芯的絕緣采用局部晃動法測量,其中一半絕緣為500m,另一半為0.15m,表示一側(cè)鐵芯多點接地。
3.重點在接地側(cè),鐵芯和絕緣墊片清除鐵銹、污泥等雜物,絕緣電阻無變化。
4.搖一搖可以現(xiàn)場測量的絕緣片表面絕緣電阻,沒有發(fā)現(xiàn)問題。
5.用錘子敲擊振動夾,用搖表監(jiān)測絕緣電阻,未發(fā)現(xiàn)變化。
6.鐵芯在箱體內(nèi)用污泥沖洗兩次后,接地現(xiàn)象仍未消失。
7.根據(jù)以上檢查,經(jīng)分析確定,懸浮鐵銹在電磁力作用下沉積在線圈內(nèi)夾和鐵芯的絕緣表面,形成穩(wěn)定的非金屬接地故障,因此決定采用放電沖擊法。使用現(xiàn)場電氣試驗組的升壓干式變壓器緩慢升壓放電(注意電流和電壓的變化,電壓不得超過2500 V)。上升到1000 V左右,線圈內(nèi)部聽到砰的一聲,然后停止絕緣電阻測量,發(fā)現(xiàn)絕緣電阻上升到3 m。當(dāng)它上升到1650年
V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、運行中的干式變壓器較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。#p#分頁標題#e#
2、當(dāng)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,引起干式變壓器鐵芯多點接地故障。
熱點關(guān)注
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