干式變壓器鐵心多點(diǎn)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(guò)套管引出油箱外部接地。這是因?yàn)殡娏Ω墒阶儔浩髡_\(yùn)行時(shí),繞組周?chē)须妶?chǎng),而鐵芯、線夾等金屬部件處于電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)不同。如果鐵芯不可靠接地,就會(huì)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(diǎn)接地,就會(huì)形成一個(gè)閉合回路,在正常接地的引線上會(huì)有一個(gè)環(huán)流,這種情況常被稱(chēng)為鐵芯多點(diǎn)接地故障。干式變壓器鐵芯多點(diǎn)接地后,一方面會(huì)造成鐵芯局部短路過(guò)熱,嚴(yán)重時(shí)會(huì)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(huì)發(fā)生局部過(guò)熱,也可能發(fā)生放電故障。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示,鐵芯多點(diǎn)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(guò)畢節(jié)供電局東莞變壓器SFSL-20000/110三環(huán)變壓器的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)實(shí)例,逐一介紹干式變壓器鐵心多點(diǎn)接地的分析、判斷及處理方法。
一、鐵芯多點(diǎn)接地故障的判斷
1.測(cè)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(cè)接地線中的環(huán)流:對(duì)于鐵芯或線夾通過(guò)小套管接地的干式變壓器,監(jiān)測(cè)接地線中是否有環(huán)流,如果有,停止干式變壓器,測(cè)量鐵芯的絕緣電阻。
3.氣相色譜分析:利用氣相色譜分析來(lái)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(diǎn):總烴含量超過(guò)《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(dá)到規(guī)定的注意值(5 L/L)。如果乙炔也超過(guò)了注意值,可能是動(dòng)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(diǎn)接地。
二、現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易處理方法
1.無(wú)掛芯限流電阻臨時(shí)串聯(lián)
干式變壓器鐵心多點(diǎn)接地故障在運(yùn)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(shí)不允許停電檢查,可以采取臨時(shí)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(jìn)一步惡化。
串聯(lián)電阻前,分別測(cè)量鐵芯接地電路的環(huán)流和開(kāi)路電壓,然后計(jì)算串聯(lián)電阻的電阻值。注意串聯(lián)電阻不宜過(guò)大,以保護(hù)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(shí)要注意串聯(lián)電阻的熱容量,防止燒壞電阻把鐵芯打開(kāi)。
2、吊芯檢查
(1)測(cè)量每個(gè)線夾或穿線螺釘與鐵芯的絕緣(中間部分可以用一個(gè)開(kāi)口和半個(gè)鐵芯打開(kāi)),以便逐漸縮小故障查找的范圍。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
(2)檢查是否有螺母、硅鋼片、廢料等金屬雜物。在每個(gè)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(jiàn)的地方
由于干式變壓器本體不宜暴露在空氣中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)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(wú)法找到準(zhǔn)確的接地點(diǎn)。尤其是鐵銹焊渣懸浮和污泥沉積造成的多點(diǎn)接地更是難以發(fā)現(xiàn)。這類(lèi)故障可采用放電脈沖法,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行。
在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中,主要有電容DC電壓法和焊機(jī)交流電流法。電焊機(jī)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(chǎng)很少見(jiàn),接地電阻大多在幾百歐姆以上。電容DC電壓法現(xiàn)場(chǎng)取材困難,操作不方便、不安全,不適合推廣。根據(jù)維修實(shí)例和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),介紹了一種安全、可靠、簡(jiǎn)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(jìn)行高壓電氣試驗(yàn),進(jìn)行放電沖擊。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用注意二次電壓的轉(zhuǎn)換。由于鐵芯對(duì)地絕緣墊片很薄,二次電壓不能高于2500 V.
三.現(xiàn)場(chǎng)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(shí),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(cè)得),數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得的電阻值約為990 k,判斷鐵芯存在非金屬多點(diǎn)接地故障。處理步驟如下:1 .對(duì)絕緣不良的關(guān)鍵部位進(jìn)行目視檢查
2.兩個(gè)半鐵芯的絕緣采用局部晃動(dòng)法測(cè)量,其中一半絕緣為500m,另一半為0.15m,表示一側(cè)鐵芯多點(diǎn)接地。
3.重點(diǎn)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(wú)變化。
4.搖一搖可以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的絕緣片表面絕緣電阻,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
5.用錘子敲擊振動(dòng)夾,用搖表監(jiān)測(cè)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(chǎng)電氣試驗(yàn)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(guò)2500 V)。上升到1000 V左右,線圈內(nèi)部聽(tīng)到砰的一聲,然后停止絕緣電阻測(cè)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(shí),又聽(tīng)見(jiàn)線圈內(nèi)部“砰”的一聲,停下測(cè)量絕緣電阻,發(fā)現(xiàn)絕緣電阻已上升到500MΩ。至此,多點(diǎn)接地故障已消除。四、建議
1、運(yùn)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(shí)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(qiáng)監(jiān)視,防止再次形成故障。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
2、當(dāng)出現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地故障時(shí),要進(jìn)行綜合測(cè)定和全面分析檢查后,再視現(xiàn)場(chǎng)具體情況選擇處理方案,切不可盲目進(jìn)行放電沖擊或電焊燒除,以免造成絕緣損壞,使故障擴(kuò)大。
3、每次吊芯大修時(shí),一定要清潔油箱底部的油泥鐵銹等雜物,并用油進(jìn)行一次全面沖洗。
4、加強(qiáng)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(diǎn)接地故障。
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