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變壓器鐵芯多點(diǎn)接地引起色譜異常問(wèn)題的分析處

作者:威博特鐵芯   發(fā)布時(shí)間:2019-03-30 15:01:59 瀏覽次數:
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    充油電氣設備內部故障類(lèi)型主要有機械、熱和電三種!而機械性故障又常以熱或電的故障形式表現出來(lái)。由于設備內部熱故障和電故障均會(huì )導致油色譜發(fā)生變化!因此絕緣油色譜分析是監測設備內部運行狀況的重要手段。通過(guò)對充油電氣設備絕緣油進(jìn)行色譜試驗!根據各組份氣體的含量、變化趨勢可初步判斷設備故障類(lèi)型!為及時(shí)發(fā)現設備異常、防止故障擴大奠定基礎)

1、事件情況

    35kV草灘變電站#2 主變在2017年4月13日發(fā)生輕微瓦斯告警信號!運檢人員當即取絕緣油樣進(jìn)行色譜試驗! 發(fā)現H2、C2H2總烴嚴重超標,而該主變在2017年3月24日的色譜試驗結果顯示正常。兩次油色譜試驗結果對比見(jiàn)表1。

油色譜試驗結果對比

    為進(jìn)一步診斷設備故障情況,在2017年4月17日對該主變進(jìn)行電氣實(shí)驗。

    試驗結果顯示繞組絕緣電阻、介質(zhì)損耗因素、直流電阻均正常,但鐵芯對地絕緣電阻僅為13kΩ(規程要求不小于100MΩ)。隨即將該主變返廠(chǎng)進(jìn)行吊芯檢查,結果發(fā)現鐵芯下夾件墊腳與鐵軛間的絕緣紙板破損,更換后鐵芯對地絕緣恢復正常。

2、原因分析

    變壓器正常工作時(shí),磁致伸縮、硅鋼片接縫處和疊片 間的漏磁引起鐵芯振動(dòng),固定不銹鋼板與鐵芯絕緣紙板的 螺桿存在安裝或設計缺陷,導致絕緣紙板損壞,引起鐵芯 對地絕緣降低構成多點(diǎn)接地。當鐵芯多點(diǎn)接地形成環(huán)流 時(shí),鐵芯芯片間的絕緣電阻及鐵芯自身的電阻會(huì )導致鐵芯 過(guò)熱及絕緣油分解析出氣體,造成輕瓦斯告警動(dòng)作。

    變壓器帶電運行時(shí),繞組周?chē)嬖谥?zhù)交變的磁場(chǎng),受 電磁感應的作用,高壓繞組與低壓繞組間、低壓繞組與鐵 芯間、鐵芯與外殼間都存在寄生電容。帶電繞組通過(guò)寄生 電容的耦合作用使鐵芯對地產(chǎn)生懸浮電位,由于鐵芯及其 它金屬構件與繞組的距離不同,因此懸浮電位也不同,當 兩點(diǎn)間的電位差達到能擊穿其間的絕緣時(shí),便產(chǎn)生局部放 電,在兩點(diǎn)電位相同時(shí)則停止放電隨后繼續聚集電荷產(chǎn)生電位差再放電。局部放電的持續可導致兩電極間貫 穿性地形成電弧放電!使變壓器油分解產(chǎn)生相應氣體。

3、鐵芯接地性質(zhì)與油色譜的關(guān)系

    變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障按接地性質(zhì)可分為穩定接地(也稱(chēng)為死接地)和不穩定接地。

    穩定接地指接地點(diǎn)接地牢靠,接地電阻穩定無(wú)變化,多由變壓器內部絕緣缺陷或廠(chǎng)家設計安裝不當造成,如鐵芯穿芯螺栓、壓環(huán)壓釘的絕緣破壞等。在這種情況下,由于環(huán)流回路穩定,因此鐵芯局部過(guò)熱及輕瓦斯保護頻繁動(dòng)作,嚴重時(shí)鐵芯局部會(huì )被燒損,釀成更換鐵芯硅鋼片的重大故障。這種情況下,C2H2含量低甚至不出現,C2H4和CH4所占比重較大,總烴含量超過(guò)注意值(150μL/L)。

    不穩定接地指接地點(diǎn)接地不牢靠,接地電阻變化較大,多由異物在電磁力作用下形成導電小橋造成,如變壓器油泥、金屬粉末、墊腳絕緣紙受潮等。在這種情況下,鐵芯上環(huán)流回路不牢固,會(huì )形成懸浮電位造成局部放電,而隨著(zhù)局部放電時(shí)間的增長(cháng),絕緣物的分子結構被破壞,絕緣性能持續降低,形成電弧放電,此時(shí)C2H2和H2占主要部分,其次是C2H4和CH4。

4、鐵芯接地故障的檢測方法

    (1)精確紅外熱像檢測。由Q=I2Rt可知,發(fā)熱量會(huì )隨著(zhù)電流呈指數增長(cháng),多點(diǎn)接地后流經(jīng)鐵芯的電流顯著(zhù)增大,故變壓器溫度會(huì )發(fā)生明顯變化,通過(guò)精確紅外熱像檢測便能發(fā)現異常。
    (2)絕緣油色譜檢測。正常運行變壓器絕緣油色譜相關(guān)標準明確規定總烴需小于150μL/L,而鐵芯多點(diǎn)穩定接地及不穩定接地均會(huì )產(chǎn)生氣體,總烴會(huì )出現明顯增長(cháng)并超過(guò)注意值。

    (3)鐵芯接地電流測試。變壓器正常運行時(shí),流經(jīng)鐵芯接地扁鐵的電流很小,規程要求不超過(guò)100mA,實(shí)際檢測中50MVA變壓器的鐵芯接地電流往往不超過(guò)1mA,而多點(diǎn)接地形成回路后該電流將達到安培級,有明顯的大幅增長(cháng)?!遁斪冸娫O備狀態(tài)檢修試驗規程》規定,鐵芯接地電
流無(wú)異常時(shí),可不進(jìn)行鐵芯絕緣電阻測試。
    (4)鐵芯絕緣電阻檢測。鐵芯發(fā)生多點(diǎn)接地后,鐵芯絕緣電阻會(huì )明顯下降,故除了需注意絕緣電阻的大小外還要特別注意其變化趨勢。同時(shí),規程明確指出當油中溶解氣體分析異常時(shí),若要進(jìn)行估值診斷,則應進(jìn)行本項目的檢查。
    (5)部分小容量變壓器因鐵芯未經(jīng)套管引至油箱外部接地,而在內部直接與殼體連接,常規情況下將無(wú)法開(kāi)展鐵芯接地電流測試及鐵芯絕緣電阻檢測工作,因此精確紅外測溫及絕緣油色譜分析將成為主要檢測手段。

5、總結

    主變絕緣油色譜分析能較準確地發(fā)現變壓器內部的早期缺陷,且無(wú)需停電,故《輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規程》將其列為例行試驗項目之一,《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》也明確規定每年在進(jìn)入夏季和冬季用電高峰前應分別進(jìn)行油色譜在線(xiàn)監測裝置與離線(xiàn)檢測數據的比對分析工作。實(shí)際情況也表明,變壓器發(fā)生故障后,絕緣油色譜必然會(huì )出現明顯變化,通過(guò)對氣體組份的分析可判斷故障類(lèi)型,足見(jiàn)絕緣油色譜檢測工作的重要性。

 




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