220kv变压器瞬间短路故障原因研究和处理措施

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1、220kV变压器瞬间短路故障原因研究和处理措施　　摘要：电力系统变压器常出现瞬间短路故障等现象，既给工农业生产带来经济损失，也给居民生活带来诸多不便。本文对２２０ｋＶ变压器油色谱监测数据异常进行分析，判定变压器发生了瞬间短路故障，从电气试验、变压器吊罩检查等方面分析故障的原因，提出更换变压器Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫等处理措施。关键词：220kV变压器；瞬间短路；油色谱；乙炔中图分类号：TM41文献标识码：A文章编号：引言电力变压器是电力系统的重要设备之一，固体绝缘缺陷可能造成变压器损坏甚至烧损的事故。以下通过变压器油色谱数据，及

2、时发现一起变压器瞬间短路故障，通过试验分析和吊罩处理，避免更严重故障的发生，保证设备安全运行。一、油色谱监测数据分析某２２０ｋＶ变压器，型号为ＳＦＰＳＺ１０－１８００００／２２０，总油量为４３．９ｔ，设备投入运行后一直正常未发现异常现象。7２０１１年５月，色谱监测数据正常，变压器油中乙炔（Ｃ２Ｈ２）的体积分数为０μＬ／Ｌ。２０１１年７月２７日，在例行试验中，发现变压器油中溶解气体乙炔的体积分数增加至３．５１μＬ／Ｌ，其他气体的体积分数也有增加，烃类甲烷（ＣＨ４）的体积分数增幅最大，增加至９．４７μＬ／Ｌ。随后加强色谱监测，乙炔的体积

3、分数逐渐增加至７．００μＬ／Ｌ左右，其他气体的体积分数基本稳定。２０１２年３月２４日，在线监测装置发现变压器油中乙炔的体积分数由７．２０μＬ／Ｌ增加至２７．９３μＬ／Ｌ，超过注意值，除ＣＯ、ＣＯ２外，其他气体的体积分数也相应增加。变压器油色谱数据见表１。表１变压器油色谱数据μＬ·Ｌ－１以表１中２０１１年１２月２３日和２０１２年３月２４日数据为基数，以２０℃时变压器油的密度０．８９５ｋｇ／ｍ３进行估算，计算可得变压器油中乙炔的绝对产气速率１１．６ｍＬ／ｄ，相对产气速率１０５．８％，远超注意值０．２ｍＬ／ｄ和１０％。按照ＤＬ７２２－２０

4、００《变压器油中溶解气体分析和判断导则》推荐的三比值法，计算三比值编码为“１０１”，判断为局部放电故障。２０１２年６月２１日，变压器油中乙炔的体积分数为３０．５０μＬ／Ｌ，达注意值（５μＬ／Ｌ）６倍以上，氢气的体积分数最高为９０．５０μＬ／Ｌ，甲烷、乙烯（Ｃ２Ｈ４）、乙烷（Ｃ２Ｈ６）的体积分数最7高不超过２０μＬ／Ｌ，总烃的体积分数最高不超过７０μＬ／Ｌ。根据色谱数据特点、三比值、产气速率计算结果综合判断，该故障为细小高能量局部放电，放电通道中温度很高导致绝缘油分解，产生乙炔并迅速增加，但同时放电为细小放电，热量很快被周围绝缘油吸收

5、，引起温升并不高，因此甲烷、乙烯、乙烷增幅并不大，故判断为瞬时局部放电。根据估算，故障点的温度在６７３～６８６℃。二、故障原因分析１、电气试验分析7２０１１年７月２７日，在变压器油中乙炔的体积分数出现第１次跳变后进行油位、潜油泵检查，铁心接地电流监测，以及局部放电、高频局部放电试验，未发现明显放电信号。油箱液位检查，变压器本体油位一直指示在本体油箱６０％位置，有载油位持续指示在储油柜５０％位置，油位没有变化，对油枕进行红外测温，未见油位变化，排除分接开关油箱向本体油箱内漏引起油色谱超标的可能性；潜油泵启动检查，潜油泵手动运行１ｈ并进

6、行色谱分析，乙炔的体积分数没有明显变化，可以排除潜油泵绕组短路故障的可能；对该变压器铁心接地电流测试，为０．６ｍＡ，说明设备铁心没有多点接地的缺陷。２０１１年８月１６日，对变压器进行超声波局部放电检测，未发现明显局部放电信号。２０１１年８月进行高频局部放电带电检测，共检测到两类信号（分类图谱中的Ⅰ簇和Ⅱ簇）如图１所示。Ⅰ簇信号具备一定相位特征，放电平均幅值为９６ｍＶ，该信号放图1高频局部放电带电检测图谱（整体）图2高频局部放电带电检测图谱（Ⅰ簇）电图谱不具备局部放电信号图谱特征，且放电波形无局部放电波形特征，如图２所示。Ⅱ簇信号具备

7、明显相位特征，信号平均幅值为１２０ｍＶ，该信号放电图谱具备局部放电信号图谱特征，但放电波形无局部放电波形特征，如图３所示。此外对测试点相邻的变压器测试，同样测得该类信号，因此判断该类信号为尾部干扰信号。２０１２年３月１９日，对该变压器停电检修，检查高中压套管，进行例行试验和耐压及局部放电试验，均未发现异常。２０１２年３月，该变压器检修投入运行后乙炔的体积分数发生第２次跳变。对该变压器进行油位、潜油泵相关检查，并进行铁心接地电流监测，局部放电、高频局部放电试验，未发现异常。图3高频局部放电带电检测图谱（Ⅱ簇）２、变压器吊罩检查7２０１

8、２年７月进行变压器吊罩检查。将变压器外罩吊开后，发现固定Ｕ相分接引线的支架与围屏表面发生局部放电故障，见图４。在Ｕ相中压侧围屏表面图4支架与围屏表面放电情况有树枝状放电痕迹，固定Ｕ相分接引线的支架上部、下部也有放电痕迹。在Ｕ相中压侧底