基于220kV主变压器跳闸故障原因及措施探讨论文_徐伟青

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摘要:文章通过220kV变电站主变压器发生的跳闸故障分析,并对故障原因分析,提出了处理措施。

关键词:220kV;主变压器;故障;跳闸;措施

引言

变压器是电力系统中举足轻重的设备,其能否稳定运行对电力系统安全至关重要。对于变压器跳闸事件,必须去认真分析。在此基础上,介绍了一起某220 kV变电站主变压器跳闸事件,描述了故障设备的具体运行情况,跳闸的整个过程以及所造成的损失。在现场实地检查的基础上,从直接以及间接方面分析了造成此次事件发生的原因。指出了事件所暴露的问题,并且提出整改措施,对于南方电网相似设备的运维具有重要参考意义。

1 故障概况

某220kV变电站355号开关柜内出线电缆头起火,W相电缆主绝缘击穿,三相电缆均有电弧烧伤痕迹,灭火后检查355保护装置显示:355距离I段动作,距离II段后加速动作,355号开关跳闸。同时,3号主变压器差动保护和重瓦斯动作出口跳开三侧开关。主变压器差动、轻重瓦斯、后备保护启动,差动保护和重瓦斯均出口。经试验,3号主变压器本体油中含有乙炔94.1ppm,低压侧绕组有变形,低压侧绕组直流电阻互差超标。

2 故障判断

2.1故障过程分析

第1阶段:355线路发生V相单相接地,42.2S后,353线路末端用户避雷器发生爆炸,造成UV两相短路转三相短路故障,353线路距离II段保护动作跳闸,故障持续370mS。此时单相接地故障未消失,U、W相对地仍承受着线电压。

第2阶段:355开关柜内W相电缆头对地击穿,与站外V相接地点形成V、W两相异地短路,9mS后发展为三相短路,25mS时355距离I段动作出口,95mS时3主变压器差动保护启动,98mS时355开关切除故障电流,138mS时主变压器差动出口,153mS时差动跳开3号主变压器三侧开关。

第3阶段:355开关重合闸成功,2.2S后35kV母联302自投成功,355电缆头处故障电流再次出现,355保护再次动作跳开开关。

2.2 油色谱分析

通过油色谱分析可以判断变压器内部是否存在过热性故障(导电回路、铁芯多点接地引起过热等)严重的局部放电、电弧放电故障等,它是一个综合性判断变压器运行状态的重要手段之一。

表1为该主变压器的油色谱分析,可以发现乙炔数值异常,说明该主变压器的变压器油发生了质量变化,已经发生过热性故障。

3 返厂解体检查

返厂解体表明:2号变压器U、W相低压侧绕组已发生轴向失稳,其中U相低压侧绕组6处匝间短路、W相低压侧绕组8处匝间短路,位置主要集中在绕组饼间换位的“S”弯处;自粘换位导线出现散股、断股和翻转现象;低压侧绕组中部局部区域存在辐向失稳,部分撑条被压断裂,内撑硬纸筒多处凹陷破裂。高压、中压侧绕组未见明显异常;V相低压侧绕组基本完好,但部分“S”弯处楔形垫块松动。

4 故障原因分析及故障处理

主变压器内部发生了高能量电弧放电,低压侧绕组直流电阻互差超标,说明低压侧绕组有匝间短路;低压侧绕组有变形,低压侧绕组对地电容量增大,说明变形方向为向铁心凹陷;中压绕组可能有变形。

4.1 主变压器抗短路能力差

该主变压器于投运之初,至故障发生前从未经受过短路冲击。在第一次经受短路冲击时便发生了绕组变形及匝间短路,而且短路电流及其持续时间(17.2kA/95mS)远小于技术协议中的规定值(63kA/3S)。

a.此变压器厂家在设计、制造及工艺等各方面存在不足之处,没能进一步提高变压器制造质量。该变压器2007年生产,按照当时抗短路能力校核方法,满足要求。b.分析认为,和2号变压器低压侧绕组饼间换位“S”弯处存在缺陷,楔形垫块长度较短,在短路冲击情况下易发生脱落、移位、分层等现象,影响对“S”弯的有效支撑。c.限于当时工艺条件,和2号变压器在器身装配时绕组未采取整体套装工艺,存在轴向压紧力不均匀情况。

4.2 线路出站电缆及电缆头存在质量问题

355号线路于投运之初至故障发生时该线路仅运行了2d。电缆在正常运行中对地击穿;柜内W相电缆头仅承受了70min(国W相许单相接地运行2H)的线电压作用即对地击穿,最终诱发了主变内部故障。这说明355号线路出站电缆及电缆头在制造或现场安装方面存在严重质量问题。

4.3 故障处理

故障发生后,分析认为该主变压器已无法继续运行。因主变压器返厂修复较长,故利用周边在建变电站主变压器恢复运行,待故障主变修复后再运回,保障了变电站的正常运行。

5 结束语

变压器是电力系统中非常重要的一部分, 承担着电力运输的功能,因此要及时的分析出变压器跳闸故障的原因所在,及时做出处理,提高电力系统的稳定性。

参考文献

[1]严莉,王维建,周东华.变压器故障诊断的油色谱分析方法综述[J].控制工程,2003,10(6):488-491.

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[3]李铁滨,杨俊海,武永亮,等.电容量变化在变压器绕组变形诊断上的应用[J].吉林电力,2014,42(3):52-54.

[4]李书强,张惠娟.一起变压器低压侧保护越级跳闸的分析与思考[J].低压电器,2012(21):41-43.

论文作者:徐伟青

论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期

论文发表时间:2017/11/3

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