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变压器过电压短路分析及整改
[发布时间]:2012年10月10日 [来源]:21ic [点击率]:4732
【导读】: 某110kV 变电站1 号主变SFSZ8-25000110由于事故造成了变压器的损坏。公司将变压器返回制造厂并组成事故联合调查小组,分析了事故原因,并制定了抢修方案。事故当天天气晴朗, 气温高达3...

某110kV 变电站1 号主变SFSZ8-25000/110由于事故造成了变压器的损坏。公司将变压器返回制造厂并组成事故联合调查小组,分析了事故原因,并制定了抢修方案。事故当天天气晴朗, 气温高达39℃。13 时26分,运行人员突然听到爆炸声,1 号主变内部声响异常,随后1 号主变重瓦斯和差动保护动作,断开主变三侧断路器,变压器退出运行。

变压器损坏情况

(1)绕组。低压绕组a 相、b 相上部3 饼~4 饼匝间短路烧损,并向上拱起,上部端绝缘损坏。

(2)铁心。对应低压绕组a 相和b 相损坏处心柱边缘烧坏。上夹件a 相有两个压钉肢板从焊缝处脱落,c 相也有一个压钉肢板脱落。

(3)器身绝缘。a 相端部50mm 厚层压木板折断, 并且有两个Φ42 压钉连同Φ55 压钉碗穿透,b相也有一个压钉将压钉肢板穿透。a 相和b 相低压绕组内纸筒也有局部损坏。

事故分析

由变压器损坏情况,经直观分析,认为该变压器

在事故中受到了过电压和短路冲击。

1 过电压冲击

该变压器低压绕组为连续式,如图1 所示。连续式绕组在入波时,前几个线段的段间电位差较高,尤其是K 处的轴向和径向的合成电场很强,在发生过电压时极易被击穿。从低压绕组a 相、b 相3 饼~4 饼匝间短路烧损及铁心柱边缘烧坏的情况可说明,低压绕组a 相和b 相承受过电压冲击对铁心击穿,而且形成匝间击穿短路。

2 短路冲击

  

                          图1 连续式绕组线段示意图

变压器在短路时将产生很大的轴向力和径向力。径向力Fd使外部绕组受到向外的张力,内部绕组受到向内的压力(如图2a 所示)。轴向力又可分为轴向内力和轴向外力,轴向内力Fq1使绕组压紧(如图2b 所示),轴向外力Fq2则是由于内外绕组安匝不平衡引起的,它使内、外绕组产生相对位移,增大不对称性(如图2c 所示)。该变压器夹件上的压钉肢板脱落、层压木板折断及压钉穿透压板,说明在轴向上产生了很大的电动力; 而a 相和b 相低压内纸筒折断,则是低压绕组受到向内的压力所致。这些现象说明,变压器受到了短路电流的冲击。由于a 相和b相低压绕组在过电压下对铁心击穿, 造成变压器短路。

有了以上两点基本分析, 剩下的就是什么原因造成a 相和b 相过电压。故障发生当天,天气晴朗,不存在雷电造成的大气过电压,也不存在暂时过电压,可能是操作过电压,而操作过电压只有几种:①中性点不接地系统电弧接地过电压; ②空载线路合闸过电压;③切除空载线路过电压;④切除空载变压器过电压等。根据当天的运行操作记录可知:②③④三项不可能发生,只剩下第①项。变压器10kV 侧采用D 形接法,没有中性点,属于中性点不接地系统。当发生单相间隙性电弧接地时, 将在非故障相上形成弧光过电压,非故障相上的过电压最高可达3.5倍额定电压。该变压器a 相和b 相承受过电压,可能是c 相发生单相间隙性电弧接地。因此,从变压器低压c 相出线查找, 发现10kV 出线到开关室的穿墙套管炸裂,金属导体部分接地。

至此,事故原因查明:首先,10kV c 相穿墙套管存在缺陷,在高温和大负载下发生炸裂,形成10kVc 相单相间隙性电弧接地, 从而在a 相和b 相上形成弧光过电压, 造成a 相和b 相低压绕组端部对铁心击穿,使变压器短路。a 相和b 相随后形成匝间短路,主变差动保护和重瓦期保护动作,断开变压器三侧断路器,变压器退出运行。

   

                              图2 绕组受力情况

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