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甘肃变压器的绝缘事故分析与防范

2019-05-22

  1.绝缘事故概况 

  变压器大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注,尤其越来越多的大容量变压器进网运行,一量造成变压器故障,将影响正常生产和人民的正常生活,而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失,在这种情况下掌握变压器绝缘受哪些因素影响,会造成变压器损坏,对变压器安全稳定运行有一定的好处,使变压器长期在受控状态下运行,避免造成变压器损坏,对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。 1.1变压器的绝缘事故的分类 

  变压器的绝缘事故一般分为以下4类: 

1.1.1绕组绝缘事故。 

  指主绝缘、匝绝缘、段间绝缘、引线绝缘以及端绝缘等放电、烧损,引起的绝缘事故。 

 1.1.2套管绝缘事故。 

  指套管内部绝缘放电引起绝缘损坏,甚至瓷套爆炸。还包括套管外绝缘的沿面放电和空气间隙的击穿。 

 1.1.3分接开关绝缘事故。 

  主要是指由于切换开关油室内油的绝缘强度严重下降,在切换分接时不能灭弧,引起有载分接开关烧毁。另外还有无励磁分接开关和有载分接开关裸露的导体之间放电,引起相间、相对地或级间短路的事故。 

1.1.4铁心绝缘事故。 

  指铁心的硅钢片对地绝缘损坏,引起铁心多点接地。另指铁心的框架连接点间的绝缘损坏,产生环流引起局部过热故障。 

  上述4类事故中,绕组绝缘事故的危害大。 

1.2变压器绝缘事故根本原因 

  为分析变压器绝缘事故的根本原因,把作用在绝缘上的电场强度,分为作用电场强度(简称作用场强)和耐受电场强度(简称耐受场强)。作用场又可分为雷电冲击作用场强,操作冲击作用场强和工频作用场强。对这三种类型作用场强不同的绝缘成分有各自的耐受场强。但其共同点是作用场强大于耐受场强,便要出绝缘事故。按作用场强和耐受场强的抗衡关系可分为3种形势: 

1.2.1作用场强过高。 

  如110kV和220kV降压变压器的第三绕组(10kV或35kV绕组)在雷击时出现作用场强高于变压器本身的正常耐受场强,引起雷击损坏的绝缘事故。这种原因的事故每年都有发生。占总的绕组绝缘事故比率约为百分之几。 

1.2.2作用场强过高加上耐受场强下降。 

  如有的变压器在操作时绝缘损坏,解体检查发现,绝缘有受潮现象。雷电冲击对油纸绝缘中的水分不如操作冲击敏感。所以这种原因的事故不多,占总的绕组绝缘事故的比率约为千分之几。 

1.2.3耐受场强下降。 

  如变压器正常运行中耐受场强下降,在正常工作电压下突然发生绝缘事故。这类绝缘事故频繁出现,占总的绕组绝缘事故的比率已超过90%。 

1.3正常运行的变压器出现绝缘事故的两种方式 

  正常运行的变压器出现绝缘事故有两种方式,一种叫突发式事故。这种事故的特点是:按现行的预防性规程进行的预防性试验合格,其他在线的监测也未发现事故的预兆。但在正常运行条件下,变压器内部突发绝缘击穿事故,继电保护动作跳闸。由于故障能量有大有小,或继电保护动作的时间有快有慢,变压器损坏的严重程度大不相同。 

甘肃变压器

  另一种叫垂危式故障。这种事故的特点是:预防性试验的绝缘性能试验合格,但从油中溶解气体的色谱分析发现乙炔(C2H2)。经分析确认与在绝缘部分存在放电有关。于是停电进行测量局部放电量的试验以下(简称局放试验)。试验结果表明放电状况异常,甚至在试验中就发生贯穿性击穿。实践表明将局放试验和其他试验结果进行综合分析,可以作出正确诊断,解体后可以找到绝缘发生不可逆损坏的故障点。 

2.正常运行的变压器绝缘事故的原因分析 

2.1发生绝缘事故原因分析 

2.1.1制造缺陷。 

  绝缘事故的制造缺陷说,又分“尖角毛刺”说、“金属异物”说,“颗粒含量”说。以及“绝缘缺陷”说等。所有这些说法,集中到一点是对放电机理有共识,即认为先发生局部放电,然后在正常工作电压下引起绝缘击穿事故。早先的老旧变压器,确实有过上述种种原因引起正常工作电压下的绝缘事故,而且事实证明,对放电机理的分析是符合实际的。但就大型电力变压器而言,这类变压器已运行20多年,有问题早应暴露。如果至今尚未暴露,可以证明实际上已不再存在这类缺陷。上世纪80年代起,220kV及以上电压等级的变压器都进行了局放试验。经验表明,局放试验对发现上述种种缺陷是特别有效的。因此对于出厂时局放试验合格的变压器,尤其是安装或检修后还进行过局放试验的变压器,不可能再有在正常工作电压下就足以引起绝缘事故的制造缺陷。这正是局放试验的魔力所在。 

2.1.2绝缘老化。 

  我曾经历几台变压器,由于油道堵塞,匝绝缘局部过热,引起在正常工作电压下的匝绝缘事故。实际上这是过热事故。油中气体色谱分析(简称DGA)对这类事故是能鉴定的。 

  我国的大型电力变压器都是全密封结构,运行年代不长,不少长年轻载。因此一般不存在绝缘老化的问题。如果由于绝缘老化引起绝缘事故,将有明显的老化象征。对因绝缘事故解体检修的多台变压器,曾针对老化程度进行检查,都没有从老化现象中找到事故证据。绝缘老化现象是具体和明显的,有证据才能成立,否则应排除其可能性。 

2.1.3油流带电。 

  对于强油循环的大型电力变压器,在油泵开动的情况下,测量绕组的电位和泄放电流时。绕组电位高的可达几千伏,泄放电流大的超过微安级。说明油流和固体绝缘摩擦要产生静电是必然的,只是量有多少而已。这叫油流起电。但油流起电不等于“油流带电”。(通常所说的油流带电,实际指的是油流起电后引起油中放电。以下改称油流放电)。油流放电时在油中产生间歇性的电火花,局部放电测量仪可以收到信号,甚至耳朵可以听到声响。持续的油流放电将引起油中出现C2H2。此时应视为一种故障。需要说明的是由油流带电发展到油流放电是有条件的。一方面是要有足够的电量,另一方面是要形成放电的通道。例如变压器在工厂的专门试验中,从未发现过油流放电,因为内部是干净的。个别变压器在运行中发生过油流放电,少开冷却器或将内部清理后就不再放电了。由于油流放电一般发生在绕组下部,该处电位较低,而且一旦发生放电,易于发觉和处理。所以至今虽有多起油流放电的事例,但并没有引起过绝缘事故。如果认为某次工作电压下突发的绝缘事故是油流带电引起的,可以对事故变压器(事故后油未流失)或同类型变压进行试验验证。如果事前未发现油流放电现象,事后又未经试验验证,就判定事故原因,是缺乏根据的。

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