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摘 要：本文分析研究了变压器铁心多点接地的危害以及处理一起变压器多点接地故障的详细过程，为今后的故障处理提供了建议。
关键词：变压器；铁心；接地
变压器在电力系统中是相当广泛和重要的设备，在运行过程中，由于种种原因，时常会出现变压器铁心多点接地故障。按照其接地性质可分为永久性接地和非永久性接地两种。本文就我局220kV赵庄变电站1#主变压器铁心多点接地故障的处理加以分析。
一、变压器铁心多点接地的危害
当变压器铁心不接地运行时，由于绕组、铁心和油箱之间因电容C1和C2的耦合作用（见图1），将有较大的电容电流I1和I2通过C1和C2 。
图1变压器铁心不接地时的情况
对于不同结构的变压器，C1和C2差别较大。在铁心上因电磁感应产生的悬浮电位的高低决定于C1和C2比值，一般C2比C1 小，因此在铁心上产生的悬浮电位有可能很高，能够引起铁心对绕组或油箱的放电。在变压器的正常运行中，变压器铁心要求一点可靠接地，以此来避免铁心对绕组或油箱的放电情况的发生。当铁心多点接地时，在铁心工作磁通周围会形成短路环，短路环在交变的工作磁场中产生很大的循环电流，使铁心产生局部高温而损坏绝缘，并使变压器油分解加速老化，严重时甚至会把铁心烧毁，所以运行中的变压器铁心绝对不允许多点接地。
二、故障概况
某变电站220kV1#主变压器为波兰制造，型号：TNER3c×120000/220；额定容量：120000kVA；额定电压：220/110/38.5kV；联结组别：YN.Yn.d11；相数：3；频率：50Hz；冷却方式：强迫油循环风冷（OFAF）。1997年1月投运。在2013年对该设备进行预防性试验时发现铁心多点接地。反复用500V兆欧表和数字万用表进行测量，铁心对地电阻均为零，证实为完全接地，但接地性质是永久性接地还是非永久性接地还很难确定，需进一步分析才能确定处理方案。由于大型变压器铁心多点接地检查处理比较复杂，变压器停运时间较长，由于电网结构及负荷因素影响，不具备长时间停电处理条件，根据《电力设备预防性试验规程》要求：运行中铁心接地电流不能大于0.1A。采取在主变压器铁心接地引出线上串联一个电阻的方法来限制接地电流，计算后确定电阻值为1000Ω，将铁心接地电流限制在0.05A。在运行中定时用钳型电流表测量主变铁心接地电流，并对油中溶解气体色谱跟踪分析，未发现异常，维持运行。
变压器铁心多点接地故障按其性质一般可分为永久性接地和非永久性接地两种。由于主变投产运行时间较长，且在每年的预防性试验中均检查无异常问题，所以可以排除是在运输或投产安装时遗留的铁心接地故障问题，判断是在运行过程中出现的铁心多点接地。而在运行过程中产生此类故障的原因主要有以下两种情况。
（一）变压器铁心下铁轭和油箱底
部形成的不稳定接地点。这种情况属非永久性接地，主要是由于变压器长期运行，油中油泥杂质，潜油泵轴承的机械磨损所产生的金属微粒或投运前遗留的金属杂质沉淀在变压器油箱底部形成的“搭连”现象造成变压器铁心多点接地。
（二）变压器在运行中因受到冲击
或振动所产生的永久性接地。其接地形式主要有因下夹件支板距铁心柱或铁轭的机械距离不够，变压器在运行过程中受到冲击，使铁心或夹件产生位移，并相碰在一起，从而造成铁心多点接地。夹件本身太长或铁心定位装置松动，在器身受到冲击力发生位移时，夹件和油箱相碰到，造成铁心多点接地。
由于此变压器投运至今已近6年，从其运行记录看未曾受到冲击，所以分析属于永久性接地故障的可能性很小，应该属于永久性不稳定接地故障。
三、故障的处理
经过技术人员的研究讨论，研究解决方案，其中参阅了有关技术资料，进行了反复地讨论，经过论证，决定采用电容器充放电法排除故障。经过多次模拟试验，并根据现场的条件，用3个10.5kV、1.5μF的并联电容器并联，在电容器的高压端接一导线，导线的另一端用高压绝缘棒先悬空，用直流高压发生器对电容器组充电至5kV，然后把导线的另一端碰及铁心接地引线（铁心接地引线已解开）套管端，对铁心进行瞬间放电冲击，此时可以听到变压器的油箱内有一放电声，且电容器组的电压降为零。重复两次上述充放电操作，变压器油箱内无放电声且电容器组电压不再下降，证明变压器的铁心绝缘能承受5kV直流电压，说明铁心接地故障已排除，然后用2500V兆欧表测量铁心对地绝缘电阻为1600MΩ以上，开启潜油泵运转10min后再测量铁心对地绝缘电阻，数值保持在1600MΩ以上，说明铁心接地故障已完全排除。从处理缺陷的过程和结果判断，故障属于非永久性不稳定接地。
故障排除后，在运行中定期用钳型电流表测量主变铁心接地电流，未发现异常，同时定期对主变油中溶解气体色谱跟踪分析，结果均正常，证实了故障分析和处理的正确性。
四、结束语
变压器铁心多点接地故障会损坏铁心绝缘，严重时甚至会把铁心烧毁。接地故障形式是多种多样的，处理方法也不尽相同。对于这种类型的非永久性不稳定接地故障，上述处理方法还是比较可靠、简单、快捷的。设备经过处理后，各项技术指标均达到了运行要求，为安全运行提供了保障。
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论文作者:王刚,徐东,崔学东
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/28
标签：铁心论文; 变压器论文; 多点论文; 故障论文; 永久性论文; 油箱论文; 电容器论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;