电力变压器铁心接地故障的诊断与处理.pdf

电力变压器铁心接地故障的诊断与处理 司增彦 !徐州供电公司, 江苏 徐州!#$ !引言 运行中的大中型变压器的铁心,通常是经套管引 至油箱外部进行一点接地。 如果铁心由于其它原因 出现另一点接地时, 这就是人们常说的铁心发生多 点接地故障。 变压器铁心发生多点接地将会造成铁 心的局部过热,气体继电器频繁动作,严重时会造成 铁心的局部烧损,酿成事故。笔者采用多种监测手段 相结合的方法对我公司西郊1号主变铁心多点接地 故障进行了分析, 并提出了一些诊断分析和处理方 法,以供大家参考及探讨。 铁心多点接地的诊断 铁心多点接地故障的特征主要表现为: (1)铁心局部过热,损耗增加。 (2)过热造成的温升,使变压器油分解,产生的气 体溶解于油中,引起变压器油性能下降,油中总烃超 标。 (3)油中气体不断增加并析出,导致气体继电器 动作发信号甚至使变压器跳闸。 表1分接开关挡位变换方案 挡位变换连接方式相间电路接法电流值/A 1 第一和第二两绕组串联变换 即a和a11连接,x1和a21串联 b和b11连接,y1和b21串联 c和c11连接,z1和c21串联 !a相终端x2 b相终端y2 c相终端z2 三相再y联结引出 500 2 第一和第二两绕组首端并联变换 即a11和a21并后连接a b11和b21并后连接b c11和c21并后连接c 同时x1和x2并联 y1和y2并联 z1和z2并联 a相x1和x2并后 b相y1和y2并后 c相z1和z2并后 三相再y联结引出 1 000 3 第一和第二两绕组首端并联变换 即使a12和a22并后连接a b12和b22并后连接b c12和c22并后连接c 同时x1和x2并联 y1和y2并联 a相x1和x2并后 b相y1和y2并后 c相z1和z2并后 三相再y联结引出 1 500 4 第一和第二两绕组串联变换 即使a和a12连接,x1和a22串联 b和b12连接,y1和b22串联 c和c12连接,z1和c22串联 a相终端x2 b相终端y2 c相终端z2 700 3所示)左端动触头同时与a11,a21,a三个静触头跨 接导通。 在第挡位中也同时与a12、a22、a三个静 触头跨接连接导通,但当切换到第挡位中却与a、 a12两个静触头跨接连接导通。 一个动触头同时与 多个静动触头并联导通, 又在切换中变更与不同静 触头的接触连接的个数, 这在分接开关结构中是个 新课题,有一定难度,是关键技术。 图3分接开关工作简图 ! 第42卷 第11期 2005年11月 !#$% 涡流; 电感 中图分类号:TM406文献标识码:B文章编号:1001-8425(2005)11-0040-0 !引言 目前,城市变电站的中性点不接地系统大都采用 封闭共箱母线, 其开关柜、PT柜等与共箱封闭母线 采用一体化设计。 由于这种共箱母线的箱体完全是 封闭的金属外壳,在出线发生单相接地瞬间,会在局 部母线上产生三相短路不平衡电流, 并通过电磁耦 合使箱体内部产生涡流, 进而反作用在母线上产生 涡流电感,结果造成局部电路电流谐振,导致离电 源较远的母线电压互感器屡次烧毁。 从2000年5月至2001年6月,我局110kV高新 变电站在1号主变单独运行,10kV出线57号或70 号发生单相接地时, 在其母线的分段并联运行的互 05和互06电压互感器中, 离电源较远的段互06 发生了多次烧毁, 而较近的段互05却一直正常 (见图1)。 即使互06加装了LQXD型消谐器,情况 仍未改变。 系统分析 2.1运行方式 高新变电站位于市区,10kV采用封闭的共箱单 母线分段。有两台容量均为31.5MVA的双绕组变压 器,1号主变低压侧接于10kV母线段运行,2号 主变处于热备用。 两电压互感器分别在10kV、 段母线上并联运行。 其中,10kV段母线投运3条 出线,段投运2条出线,每条出线都是通过电缆引 上架空线路,见图1。 2.2结构特点 由于高新站所有的10kV出线都位于互05和互 06两电压互感器之间,正常运行时对地电容电流较 大(见表1),在其中任何一条出线发生单相接地瞬 间(见图1),故障相与两健全相的短路电流,在短 路点到电源点(51号)一段封闭母线上的三相合 成为零;而在短路点到互06电压互感器之间的一 段母线上,因故障相的电流突变为零,使得三相合成 对地电容电流从正常时的稳态值, 突变为很大的短 路电流。 #涡流电感引起电路元件特性的改变 3.1涡流电感的产生 当高新变电站位于互05和互06两电压互感器 之间的两条出线57号或70号发生单相接地瞬间 (见图1),10kV中性点不接地系统的健全相的电容 电流,通过短路点,沿故障相返回电源,因相序的 夹角、电流的幅值和方向的改变,使得短路点和互 06电压互感器之间的三相母线上,突然产生了很大 的短路不平衡电流。 而这不平衡电流会引起母线周 围磁通的突变, 导致母线的金属封闭箱体内部产生 = 第42卷 第11期 2005年11月 !#$%&() Vol.42 Nov,-.,! No.11 2005 表3西郊1号主变吊罩处理后的色谱分析结果#L/L H2CH4C2H6C2H4C2H2C1+C2COCO2 0.011.23.22.20.016.696.8128.6 变压器发生铁心的多点接地故障,会造成铁心 局部过热,使铁心的损耗增加,甚至烧毁,造成事 故。 采用电气试验结合油的色谱分析的方法对故障 进行综合分析,可作出正确的诊断。 在变压器不允 许停电检查的时候,在铁心的接地回路中串接限流 电阻作为应急措施是可行的。 应该注意的是所串电 阻不宜太大,以保持铁心基本处于接地电位,但也 不宜过小,接地环流最好限制在0.3A以下。 同时还 需注意所串电阻的热容量,以防烧坏电阻造成铁心 开路。