一起220kV主变跳闸事故的原因分析及思考

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　　[摘 要] 介绍了某变电站220kV主变跳闸事故经过。通过对220kV主变跳闸事故后各种常规试验数据的分析并结合事故前油色谱试验数据初步判断事故发生原因。通过主变返厂解体后发现，最终判断事故发生原因。结合此次事故思考各种试验方法对发现设备缺陷的有效性及如何更有效的预防此类事故的发生，减少事故发生率，确保电网运行的安全稳定。
　　[关键词] 主变压器 跳闸 分析 原因 处理
　　
　　1.事故经过
　　2010年6月28日16：04时，220kV某变电站#1主变工频变化量主一、主二差动保护动作、本体非电量重瓦斯保护动作，主变三侧开关跳闸，造成220kV某站110kVⅠ母及与其相连的4个110kV站失压的A类一般设备事故。
　　2.事故发生后现场试验过程分析
　　事故发生后，试验人员对主变压器进行了绝缘电阻、变比、直流电阻测试及油色谱气体含量分析等常规预防性试验。
　　2.1绝缘电阻试验(MΩ)
　　
　　根据《电力设备预防性试验规程》有关规定可以看出，主变压器的整体绝缘电阻符合标准要求，表明主变的整体绝缘性能较好。
　　2.2变比试验
　　由试验数据明显看出，高压绕组与低压绕组的变比误差在标准范围内，数据合格。而高压绕组与中压绕组的变比发生了显著的变化，已远远超出了数据合格范围。由此数据可以初步判定中压绕组出现了故障缺陷。
　　2.3直流电阻试验
　　
　　 为了进一步判断故障原因，还进行了直流电阻试验。由以上试验数据可以看出高压绕组和低压绕组数据均在合格范围内，没有明显缺陷，中压绕组数据远远超标。中压绕组A相绕组直流电阻数据远远大于其他两相，可以认为A相绕组可能出现了断线或匝间短路现象，这也与绕组变比试验的数据结果相符。
　　2.4油色谱气体含量分析
　　在2010年5月27日的绝缘油色谱预防性试验中，发现其油中溶解气体中烃类气体含量都有较大的增加，其中乙炔含量变化最为明显，故对其加强了跟踪分析。（见图6）
　　从跟踪测试的数据可以看出， 该主变压器在2010年5月份时各组分有较大增长。最要引起注意的是，油中出现了乙炔气体。根据变压器油故障时的产气特征可知，一般的过热故障不会产生乙炔，即使严重过热，乙炔的最大含量也不会超过总烃的6％。而在出现乙炔，降低负荷后，可以看出乙炔含量并没有太大增长，并且含量也不高，由此初步判定变压器内部可能存在低能量的放电兼过热现象。
　　事故发生后4小时取油样分析，乙炔为 60ppm，总烃达 210ppm，并结合绕组变比和直流电阻的试验结果，我们可以认为，变压器内部可能出现了局部过热造成部分绝缘损坏，从而继续发展为过热兼低能量放电的潜在性缺陷。缺陷累积到一定程度，造成了质的改变，从而引发了主变的跳闸事故。
　　3.变压器返厂解体试验发现
　　
　　中压A 相静电屏被烧蚀 中压A 相线圈的第一饼熔断
　　
　　解体中压A 相静电屏 中压A 相静电屏绝缘纸表面已变色
　　
　　屏绝缘纸表面变色 高压A 相线圈内层绝缘纸变色
　　变压器返厂后，经过器身脱油等干燥处理后，于7月16日将A相线圈整体拔出。发现在器身上散落有黑色的碳化纸皮，围屏上有熏黑的痕迹；移开端部的压板，将外部的高压主线圈及粗、细调压线圈拔出后，看到中压线圈端部的静电屏的上部已被部分烧蚀，编织铜带已烧断；移开静电屏，看到中压线圈的第一饼上对应的位置已被烧蚀成一个深坑，换位导线已烧断8根，第2饼线圈上也有烧蚀，但未断线。7月21日，将B、C线圈拔出后，发现线圈内散落有大量碳化物，中压线圈的第一饼线的绝缘纸有过热痕迹。仔细检查烧蚀的静电屏，发现烧蚀位置正是在编织铜带的搭接处，上下两层编织带间的绝缘皱纹纸(4层)已碳化。将编织铜带的绝缘层解开，可发现最里的两层皱纹纸都有金属光泽，编织带因高温过热而变色。
　　4.故障原因结论
　　根据解体得知的A相线圈现象进行分析，结合产品的结构，此次故障主要原因是变压器油中硫化亚铜的产生，导致了中压线圈端部静电屏皱纹纸的绝缘强度降低，在长期运行条件下，静电屏的铜编织带搭接处间的电位差使得绝缘层被逐渐击穿，直至静电屏短路。静电屏短路后，由于短路电流很大，熔断了编织带的铜丝，高温融化的铜珠滴落在中压线圈的第一饼线上，立即损坏了换位导线的纸包绝缘，使得换位导线股间短路，继续扩大成同一饼线圈上相邻两组换位导线间的匝间短路。
　　变压器油中存在腐蚀性硫，和静电屏的搭接区间的早期设计不够合理是是此次故障的主要原因。该主变在每年的5-7月份丰水期间，中压侧长期处于重负荷运行状态，使得变压器的运行油温较高，加速了硫化亚铜的生成，由于静电屏搭接区内的四层绝缘纸上沉积有大量的硫化亚铜，使得其绝缘强度大大降低，最终导致了静电屏的短路。
　　5.结语
　　在以往常规性试验中，测量绕组连同套管的绝缘电阻和吸收比或极化指数，对检查变压器的绝缘状况具有较高的灵敏度，能有效的检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污，以及贯穿性的集中缺陷。介质损耗角正切值tanσ也是判断变压器绝缘状态的有效手段，对发现变压器的整体受潮、油质劣化及严重的局部缺陷具有较高的灵敏性。而对于以上试验方法并不能有效检查出局部绝缘缺陷。
　　变压器直流电阻试验能有效检查绕组的焊接质量，分接开关各位置接触是否良好，绕组或引出线有无断线或短路情况。因此，在此次事故分析中能有效的初步判断出变压器故障。
　　参考文献：
　　[1]电力设备预防性试验规程（Q/CSG 1 0007-2004） 中国南方电网有限责任公司.
　　[2]钱旭耀编著；变压器油及相关故障诊断处理技术；北京：中国电力出版社；2008.
　　[3]陈化纲编著；电气设备预防性试验方法；北京：水利水电出版社；1999.
　　

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