变压器铁芯多点接地的诊断及处理
发布时间:2016-10-19 09:04 来源:华电国威
变压器铁芯多点接地,是变压器较常见故障之一,据内蒙电力公司2001年统计,铁芯接地故障占变压器故障42%的比例,这类故障轻者造成铁芯局部过热,重者造成铁芯局部烧损。由于发生多点接地时故障点的位置不同,对查找和处理都有一定的难度。
1危害和原因
1.1铁芯多点接地故障的危害
变压器正常运行时,是不允许铁芯多点接地的。因为变压器正常运行中,绕组周围存在着交变的磁场,由于电磁感应的作用,高压绕组与低压绕组之间,低压绕组与铁芯之间,铁芯与外壳之间都存在着寄生电容,带电绕组将通过寄生电容的耦合作用,使铁芯对地产生悬浮点位。由于铁芯及其他金属构件与绕组的距离不相等,使各构件之间存在着电位差,当两点之间的电位差达到能够击穿其间的绝缘时,便产生火花放电。这种放电是断续的,长期下去对变压器油和固体绝缘都有不良影响,为了消除这种现象,把铁芯与外壳可靠地连接起来,使它与外壳等电位,但当铁芯或其他金属构件有两点或多点接地时,接地点就会形成闭合回路,造成环流,引起局部过热,导致油分解,绝缘性能下降,严重时,会使铁芯硅钢片烧坏,造成主变重大事故。
1.2 铁芯接地故障原因
(1)安装时疏忽使铁芯碰壳,碰夹件。
(2)穿芯螺栓钢座套过长与硅钢片短接。
(3)铁芯绝缘受潮或损坏,导致铁芯高阻多点接地。
(4)潜油泵轴承磨损,产生金属粉末,形成桥路,造成箱底与铁轭多点接地。
(5)接地片因加工工艺和设计不良造成短路。
(6)由于附件引起的多点接地。
(7) 由遗落在主变内的金属异物和铁芯工艺不良产生的毛刺、铁锈与焊渣等因素引起接地。
2处理方法
2.1 对于铁芯有外引接地线时,可在铁芯接地回路上串接电阻,以限制铁芯接地电流,此方法只能作为应急措施采用。
2.2 对于金属异物造成的铁芯接地故障,进行吊罩检查,可以发现问题。
2.3 对于由铁芯毛刺、金属粉末堆积引起的接地故障,用以下方法处理效果较明显。
(1)电容放电冲击法。
(2)交流电弧法。
(3)大电流冲击法,即采用电焊机。
3 铁芯多点接地故障判断及处理
现以丰镇电厂#1主变为例介绍如何分析、判断和处理铁芯多点接地故障。
3.1丰镇电厂
#1主变压器是保定变压器厂生产,型号为SFP-240000/220,在1993年1月底投入使用,4月发现主变铁芯多点接地。当时实测的环流为7.5A,万用表实测铁芯对地绝缘5kΩ,色谱分析未发现总烃超标。根据数据分析#1主变铁芯接地故障不很严重,决定采取临时措施,在铁芯工作接地串接一电阻将环流限制在100mA以下,同时定期对环流和串联电阻电压进行测量,加强绝缘油的色谱分析。变压器工作接地串联一300Ω电阻后,实际测量环流为37.5mA,铁芯对地电压12V,色谱分析正常,之后一直跟踪监视故障点的产气率。
3.2 油色谱跟踪试验分析
油色谱跟踪的数据如表所示(单位:ppm )
测量日期 |
氢 |
一氧化碳 |
二氧化碳 |
甲烷 |
乙烷 |
乙炔 |
乙烯 |
总烃 |
1993.5.11 |
35.61 |
141.25 |
412.15 |
46.78 |
16.9 |
0 |
60.19 |
123.87 |
1993.5.17 |
44.51 |
140.58 |
405.30 |
47.01 |
15.52 |
0 |
57.93 |
120.46 |
1993.6.7 |
44.51 |
191.4 |
462.06 |
55.93 |
15.45 |
0 |
58.28 |
129.66 |
1993.6.21 |
43.5 |
271.67 |
724.06 |
58.51 |
19.06 |
0 |
74.03 |
151.6 |
1993.7.5 |
39.79 |
228.04 |
700.27 |
55.52 |
17.58 |
0 |
73.42 |
146.52 |
1993.7.21 |
45.83 |
276.25 |
824.62 |
52.98 |
16.35 |
0 |
73.19 |
142.52 |
1993.8.22 |
58.38 |
454.83 |
1109.79 |
47.52 |
19.23 |
0 |
59.1 |
125.85 |
1993.9.13 |
46.25 |
412.93 |
981.13 |
42.5 |
13.62 |
0 |
51.19 |
107.31 |
1993.10.9 |
45.69 |
446.88 |
1183.39 |
46.78 |
20 |
0.46 |
66.09 |
133.33 |
1993.11.3 |
32.31 |
481.51 |
959.53 |
46.12 |
16.15 |
0 |
59.79 |
122.06 |
1994.2.28 |
20.42 |
395.68 |
1156.36 |
37.43 |
26.45 |
0 |
55.89 |
119.77 |
1995.6.13 |
15.2 |
494.7 |
924.8 |
24.9 |
20.7 |
0.51 |
47.8 |
93.91 |
从1993年5月到1995年5月,总烃含量(100~150ppm)数据偏高说明变压器内部有过热点,但从总烃量上看,过热点还不能说十分严重。
3.3 从多次测量铁芯电压来看,铁芯电压维持几伏,未有大的变动,说明铁芯多点接地是稳定的。
3.4 主变吊芯检查
96年6月8日由保定变压器厂、内蒙电科院、丰镇发电厂共同对#1主变进行吊芯检查,在吊起C相线圈后(线圈绑带存在问题),用2500V摇表测量铁芯绝缘电阻时,发现B相低压侧下夹件磁屏蔽处有放电声,即为铁芯接地点,如拆B相下夹件磁屏蔽必须吊出B相线圈,但是根据磁屏蔽的安装结构特点,认为是金属发丝类物体造成铁芯多点接地故障。
3.5 消除故障方法
通过以上综合分析,造成铁芯多点接地,可能是由于铁芯毛刺、焊渣或悬浮物引起的接地故障。如果利用电焊进行大电流冲击法,现场操作不方便,点焊时间不好掌握,易造成铁芯绝缘受损。通过比较决定用电容放电法进行处理,电容器瞬间放电产生的巨大电流将熔化或烧断残留杂物,或者电容器瞬间大冲击电流产生的电动力使残留杂物移开原来位置。
UC ---电容电压
C-----电容50Μf
K-----开关
利用开关K合到1侧给电容充电,先充500V,充好后将开关迅速切换到2侧放电,这样多次观察铁芯放电或发热点,未发现问题再充1000V电压放电,最高允许充到3000V电压,几次放电后,铁芯接地现象消除了,测铁芯对地绝缘为2500MΩ,满足大于200MΩ的要求,测量线圈绝缘电阻、介损及漏泄电流与预试时基本相同。经过几年的铁芯接地电流监测和预试,均无异常,说明这种处理方法取得了预期效果。由此可见,即使不吊罩也可以采用电容放电冲击法将悬浮物烧掉,有时也会将不稳定金属冲掉,这种方法简单快捷。当然有吊罩机会,结合滤油,采用电容放电冲击法查找并处理铁芯多点接地是非常理想的。
4 防范措施
一般在制造时认真清理内部遗留的杂质,油质干净,新变压器安装时,现场应吊罩检查铁芯夹件,同时认真清理油箱,积极开展运行变压器的定期工作,发现铁芯多点接地要及时消除。
5 结论
(1)发现铁芯多点接地故障时,可采用气相色谱法和监视接地电流来跟踪监测。
(2)可以通过直流法和交流法来判断铁芯故障点。
(3)由铁芯毛刺或浮物引起的接地故障可采用电容放电的方法,但要注意电压大小,此方法不需要对变压器进行吊罩,可减少停电时间,提高供电可靠性。
(4)在变压器安装和大修时,要注意对变压器内部的清理工作,特别对铁芯槽和各间隙处要用油或氮气来冲吹清理。