110kV线路近端故障引起的主变绕组变形

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2020110kV线路近端故障引起的主变绕组变形赵全胜,吴越人,张向阳,侯艳,乔洪涛,叶武军(国网郑州供电公司，河南郑州450052)Deformationofmainwindingcausedbyproximalfaultof110kVlineZHAOQuan-sheng,WUYue-ren,ZHANGXiang-yang,HOUYan,QIAOHong-tao,YEWu-jun(StateGridZhengzhouPowerSupplyCompany,Zhengzhou,Henan450052,China)摘要：介绍了一起线路近区短路导致变压器绕组严重变形的事故，通过对变压器油色谱、直流电阻等数据的综合分析，确定了变压器绕组发生严重变形，随后的返厂解体证实了诊断分析方法的有效性。关键词：变压器；绕组变形；总烃；避雷器Abstract:Thispaperintroducesanaccidentinwhichthetransformerwindingisseriouslydeformedduetoshortcircuitinthenearareaofthecircuit,andthroughthecomprehensiveanalysisofthedatasuchastransformeroilchromatographyandDCresistance,itisdeterminedthatthetransformerwindingisseriouslydeformed.Keywords:transformer;Windingdeformation;Totalhydrocarbon；Surgearrester0引言站0.443kM）C相单相接地故障，导致1号主变110kV侧C相遭受近区短路冲击，流过主电力变压器是电力系统重要的电能传输变110kV侧C相的故障电流6.9kA；100秒后设备，但运行中经常受到各种外部故障电流1号主变差动保护动作、重瓦斯动作，跳开的冲击，尤其近区域的冲击，已成为变压器主变三侧开关。现场检查试验结果显示主变损坏的主要原因。绕组变形和匝间短路故障，油色谱乙炔严重超标，110kV侧C相绕组直严重威胁着电力系统的安全运行。流电阻明显偏低，该主变110kV侧C相绕组1故障情况发生了故障。2016年6月20日18时34分，某220kV变电站110kV线路因雷击2号杆塔（距变电2设备参数和试验情况2.11号主变技术参数如表1所示型号SFS9-150000/220额定电压220+3-1×2.5%/117/37±2×2.5%额定频率50Hz额定容量150000/150000/6000kVA出厂日期2001年12月投运日期2002年10月表11号主变参数Tab.1No.1mainvariableparameter2.2绝缘电阻测试显降低，显示主变内部绝缘出现劣化，不排除绝缘油受放电污染的原因。绝缘电阻测试结果如表2所示，由表可知故障后主变三侧绝缘电阻以及吸收比均明-1-

12020测试时间2013年11月28日2016年6月21日R15”(MR60”(MR15”(M测试项目吸收比R60”(MΩ)吸收比Ω)Ω)Ω)高压对中、低压、地49000107002.18306032001.05中压对高、低压、地2760067002.43800092001.15低压对高、中压、地27000685002.549000100001.11表2绝缘电阻测试Tab.2Insulationresistancetest2.3绕组直流电阻测试绕组直流电阻值明显小于AB两相值，C相中压绕组存在明显的匝间短路现象。绕组直流电阻测试结果如表3所示，由表可知该主变中压绕组直流电阻，C相中压时间测试相A0(ab)(Ω)B0(bc)(Ω)C0(ca)(Ω)误差%高压0.375800.375300.374500.352013年11月28中压0.076330.076090.076450.47日低压0.018980.018930.018990.32高压0.40380.40480.40420.252016年6月21日中压0.07630.08120.022477.1低压0.020320.020350.020380.29表3绕组直流电阻测试Tab.3WindingDCresistancetest2.4油色谱分析故障前后油色谱分析结果如表4所示，能电弧型放电，故障后的电气试验结果表明由表可知故障后H2、C2H2以及总烃含量均严1号主变内部存在较为严重的放电性故障。重超标，三比值为102，显示故障类型为高试验日期H2CH4C2H6C2H4C2H2总烃COCO22016-6-20353.747133.04214.871151.572227.169526.6541176.2743363.818(故障后)2016-5-303.815.753.81.82021.371103.263069.212016-4-83.2113.183.141.65017.981029.082985.42表4故障前后油色谱分析Tab.4Oilchromatographicanalysisbeforeandafterfailure3解体分析铁轭，发现C相绕组上层压板整体向高压绕组出线侧偏离2厘米，绕组端部靠近高压出3.1C相线圈线处的部分端圈存在炭迹现象，如图1所示。1号主变进行了返厂解体检查，拆除上-2-

22020整体偏移炭迹图1C相绕组端部aC相绕组端部bFig.1CphasewindingendaCphasewindingendb吊出高压线圈，经检查高压线圈完好。出线对应位置的绝缘烧损，存在大量炭黑及依次拆除高中压之间的围屏，发现中压线圈细小熔铜颗粒，匝间饼间均有短路现象；导（共81饼）从上至下第26-50饼绕组存在不线故障处延伸至中压绕组内部靠近低压绕组同程度的向内部挤压变形的情况，其中第侧的围屏。中压绕组变形严重处存在大量导43-44饼绕组线饼整周严重翘曲变形，最大线换位，匝间短路处变形量4厘米，第43-44饼绕组在靠近高压绝缘纸填充导线现象，如图2、图3所示。图2C相中压绕组外侧aC相中压绕组外侧bFig.2OutsideaofCphasemediumvoltagewindingOutsidebofCphasemediumvoltagewinding绝缘纸填充导线内侧图3C相中压绕组内侧aC相中压绕组内侧bFig.3InsideaofCphasemediumvoltagewindingInsidebofCphasemediumvoltagewinding吊出中压线圈，依次拆除中低压之间的因最内、最外层在线圈故障对应位置严重发围屏，经检查，中低压绕组间的4层围屏除黑外，未发现击穿现象；拆除围屏后，发现-3-

32020低压绕组（共91饼）从上至下43-44饼（处低压绕组故障位置基本与中压绕组翘曲变形于低压调压段）在中压绕组导线故障位置的最严重位置对应，如图4所示。C相线圈其同一高度略偏右位置存在饼间电弧放电现余部位解体过程中未见明显异常。象，放电处绝缘烧损，部分导线明显烧蚀；图4C相中压绕组aC相中压绕组bFig.4CphasemediumvoltagewindingaCphasemediumvoltagewindingb3.2A相线圈A相线圈低压绕组（共91饼）从上至下变形，最大变形量2厘米，变形处的导线绝第48-58饼（处于低压调压段），低压绕组调缘外观完好，如图5所示。A相线圈其余部压抽头位置的绕组局部存在明显波浪状翘曲位解体未见明显异常。图5A相低压绕组aA相低压绕组bFig.5AphaselowvoltagewindingaAphaselowvoltagewindingb4故障分析（1）故障当天现场情况为强雷电和大风GB/T50064-2014《交流电气装置的过电压保天气，故障录波显示故障类型为单相接地，护和绝缘配合设计规范》，以上110kV避雷器故障测距显示距离变电站0.6kM，故障线路2选型配置满足过电压保护要求。号杆塔有放电痕迹，同时站内检查线路侧C（3）由于故障后，线路避雷器正常动作，相避雷器动作，故障为雷电导致的单相接地。而母线避雷器和变压器侧避雷器均未动作，（2）出线避雷器为YH10W5-108/281型经现场检查该避雷器正常，且再次投运后运避雷器，变电站110kV母线避雷器为行正常，判断线路侧避雷器、110kV母线避Y10W5-100/260W型避雷器，1号主变110kV雷器、1号主变110kV侧避雷器在故障前后侧避雷器为Y10W-100/260W型避雷器，根据均正常运行。由此判断，可能为线路C相单-4-

42020相接地后，1号主变承受较大的短路电流造面中压绕组变形后挤压低压绕组,使得低压成绕组变形、绝缘破损导致的绝缘击穿。绕组对应位置绝缘破损,造成低压饼间放电，（4）按照厂家解体前核算了该主变的抗中、低压绕组的饼间故障，共同造成了主变短路能力，主变中压侧可承受短路电流为差动及重瓦斯动作跳闸。5.48kA；本次故障过程中，主变实际承受的参考文献短路电流为6.9kA，超过厂家核算结果。［1］张波，张帆，等.一起连续近区短路导致的变压器内5结论部故障分析及对策[J].变压器2020，57（6）81.［2］邹国平，何文林，等。一起变压器近区短路冲击的诊线路C相遭受雷击导致单相接地故障,断与分析[J].高压电器2013，49（12）95.是造成1#主变C相中压绕组发生绕组变形的作者简介直接原因;主变中压侧抗短路能力不足,是中赵全胜，男，(1968.08-)河南郑州，本科，工程师、技师，长期从事变电运维工作。压绕组发生绕组变形的根本原因。绕组变形后,一方面导致中压线圈在靠近高压出线处绝缘受损,造成中压匝间、饼间短路，另一方-5-