110千伏干式变压器故障分析及处理

1前言

电力干式变压器是电力系统中的重要设备。运行经验表明，近年来电力系统干式变压器故障呈上升趋势，干式变压器多点接地故障是常见故障。统计表明，干式变压器的总事故中，核心多点接地故障占前三位，电力企业往往需要进行计划外停电检修，造成人力、物力和财力的巨大浪费。就平顶山供电公司而言，近二十年来，发生了七起110 kV ~ 220 kV干式变压器铁心多点接地故障。结合一起110千伏干式变压器多点接地故障，给出了类似故障的查找、原因分析及处理方法。

1995年5月4日，在定期预试验中，发现某变电站110千伏主变压器(以下简称P4变压器)铁心绝缘为零，其他试验项目合格。主变压器型号为SFZ7-31500/110，额定电压为110千伏/10.5千伏，1994年4月投入运行，1992年10月交货。

2现场测量和测试

P4变压器铁芯绝缘为零，绕组介质损耗因数、DC电阻和吸收率均合格，表明故障点不在电气回路和主绝缘中。P4主变压器铁心绝缘为零后，用万用表测量铁心对地电阻，其电阻为450 k，表明P4主变压器铁心为高阻多点接地故障。之后采用电容充放电方式，但效果不明显，仍为高阻接地故障，说明干式变压器铁芯多点接地故障点稳定。色谱分析未发现乙炔，总烃为42 L/L.

干式变压器投入运行，铁芯接地引下线电流用钳形电流表测量，电流在60ma ~ 100mA之间。铁芯引下线电流不大，暂时可以投入运行。经分析判断，干式变压器属于高阻接地，不需要立即检修，但需要加强铁心接地引下线电流和油色谱的监测。如果电流超过1A或出现乙炔和总烃迅速增加等异常现象，应及时检查，并采取有效措施防止干式变压器故障。

P4主变压器铁芯高阻多点接地故障投入运行后，应加强铁芯引下线电流的带电测量，并定期进行预防性试验。主变压器P4铁心绝缘和引下线测量数据。

1995年至1998年，P4主变压器铁芯为高阻多点接地故障，电阻为450 k，电流非常稳定，为60mA。从1999年到2001年，P4主变压器铁芯改为中阻多点接地故障，电阻300，电流稳定在100 ~ 200Ma之间。在2002年10月的预防性试验中，发现P4主变压器铁心演变成低电阻多点接地故障，电阻值约为27，电流在200 ~ 2600Ma之间不稳定。铁芯多点接地由高阻变为低阻，接地电流由稳定变为不稳定，说明故障点不是死角。根据值班人员的巡视观察和统计，P4主变压器铁心接地故障电流的大小与天气和负荷无关。

除了实时测量堆芯引线电流，还加强了油的色谱分析。主要分析数据见表2。从表2可以看出，乙烯是总烃的主要成分，这也是干式变压器铁心多点接地故障的主要特征；1995-1998年，P4主变压器油中无乙炔，总烃相对稳定，在46 ~ 65.3L/L之间；1999年9月先次发现乙炔，油中总烃含量变化很大，从48.7 L/L到153.9 L/L不等，表明油中多点接地点的异物 #p#分页标题#e#

P4主变压器铁心引线电流不稳定，工作人员加强了带电测量和色谱分析。2002年10月，周期试验发现铁心绝缘只有27，连续两个月多次测量铁心引线电流，部分测量数据超过1年，较大值达到2.6A，2002年12月17日，钳形电流表测得P4主变压器铁心引线电流为0.2 A ~ 2.6 A， 在P4主变压器铁芯的引线电路中安装了限流电阻，将P4主变压器铁芯的引线电流限制在1A以下，如图1所示。

在图1中，K1和K2是单向刀闸。正常情况下，只存在P4干式变压器-K2-电阻-接地回路，K2闭合，用钳形电流表直接测量该接地回路的电流。对于P4干式变压器，在安装限流电阻前，用钳形电流表测量引下线电流为0.2 A ~ 2.6 A，安装20限流电阻后，其电流在30 A ~ 80 A之间，说明20限流电阻是合适的。

一般情况下，110kV干式变压器的漏磁较小，用钳形电流表测量可以满足要求。干式变压器漏磁大，钳形电流表测量铁芯引下线电流误差大，容易导致误判。对于220千伏及以上的干式变压器，一些旧的和早期的干式变压器的漏磁可能很大(0 ~ 30年)，显然不能满足测量要求。一般情况下，电流表应串联在铁芯引线上，以便直接测量。如图1虚线框所示，可以临时增加一个K1-电流表-接地测量电路。电路接牢后，K1闭合，K2断开，直接读取电流表的指示数。测量结束后，先关闭K2，然后断开K1，较后拆除测量电路。这种测量可以消除漏磁的影响，避免误判。