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摘要:电力变压器通电运行之后,变压器内铁芯需可靠接地,在铁芯无一点可靠接地的情况下,由于地与铁芯之间所产生的悬浮电压会造成铁芯的断续性击穿放电,造成电力变压器的铁芯接地故障,不利于变压器的正常运行。为保持铁芯电位的正常值,需在铁芯上部设置出固定接地点,固定接地点也可设置在铁芯下部。但电力变压器内的铁芯不能出现2点及以上接地,否则铁芯与接地点会因不均匀电位而导致电路环流,进而造成铁芯出现接地发热故障。铁芯局部产生较多热量时会导致轻瓦斯动作,严重者可导致重瓦斯动作,进而导致电力变压器跳闸。局部铁芯的烧熔会造成铁芯片之间出现明显的变压器短路故障,对变压器的正常运行和电气性能造成严重影响。本文首先分析了造成铁芯接地故障的主要原因,然后提出了电力变压器铁芯接地故障的检测方法及铁芯多点接地故障处理。
关键词:电子变压器;铁芯;故障分析;油色谱
引言
电力变压器承担着电力能源的转换与传输过程中扮演着重要角色,一旦产生不良问题尤其是接地故障,将会给电力系统的运行带来很大的隐患,甚至会带来无法估计的人身和财产损失。电力企业需要时刻关注电力变压器铁芯接地故障,掌握导致故障产生的因素与诊断排除方法,切实增强变压器运行的安全稳定性,保障电力系统平稳的运行。
1、电力变压器铁芯一点接地的原理
电力变压器铁芯一点接地是将铁芯的硅钢片进行紧固,形成统一的电势面,在一段通过夹线或螺栓紧固的方式连接在油箱内侧的夹铁板上,以此来实现电力变压器铁芯内部,电力变压器铁芯与油箱之间电位的统一、如果电力变压器铁芯出现参差不齐、翘起、弯曲,则很容易形成电力变压器铁芯硅钢片过电接地,由于电力变压器铁芯在交变电磁场中会产生交流电流,进而会在局部形成回路,使电力变压器铁芯出现局部短时间热量的迅速释放,造成电力变压器内部温度过高、有害气体大量释放、瓦斯保护开启、电力变压器损坏等实际问题,影响电力变压器在电力系统和网络中功能的作用。
2、产生电力变压器铁芯接地故障的主要原因
(1)要想解决电力变压器在运行过程中的故障问题,首先对变压器接地产生安全隐患进行分析。一些大中型的变压器的铁芯经常会经过套管引导油箱外面进行接地。如果铁芯因为一些原因在某个位置出现多点接地的话,会出现环流,就产生了铁芯多点接地故障。(2)变压器生产时会出现一些铁芯加工或注油中有金属颗粒,毛刺产生超标的现象,绝缘体层面因为叠片的小坑会产生片间短路。变压器在修理过程中,它的内部可能残留着一些具有导电性的物质,等到变压器运行的时候,这些物质会在电磁场的作用下形成到导电小桥,导致铁芯与油箱壁产生短接的现象。一些接地片的加工非常粗略,设计也不合理。(3)变压器在安装过程中,铁芯在穿过螺心栓和压环钉会产生一些破坏。安装过程中冷却器的进油器的进出方向可能会装反,胶粉沫在进入箱体时会导致绝缘体的电阻降低,也很可能会沉积在油箱的底部形成桥路。(4)变压器的运行过程中,潜有泵的轴承会被磨损,然后产生一些粉末,这些金属粉末会进入油箱导致油箱壁与铁芯产生短接的现象。变压器在运行过程中会产生进水的现象,是贴心的底部的受潮,使得铁芯对地的绝缘大大下降。(5)技术安装人员在安装过程中会可能产生一些技术上的疏忽,从而导致一些定位钉出现松动的现象。一些技术人员维修过程中可能会使电力变压器铁芯的夹件与系统中的支板的距离过小,产生电力变压器铁芯故障。
3、电力变压器铁芯接地故障的检测方法
当变压器内铁芯出现接地故障时,可通过油色谱观察到以下特征。1)总烃含量大于标准值,可见油色谱内C2H4与CH4含量较大,而C2H2含量较低或为零。2)总烃产气速率高于标准值,可知C2H4产气速率持续显著增加。3)CO值不变或变化较少,CH4与烯烃含量较高,若色谱内可见C2H2,则可知变压器出现间歇性接地故障。当电力变压器进行正常工作时,铁芯入地电流是其对接地铁芯构架、油箱和地面的电容电流。
4、电力变压器铁芯接地故障的处理策略
4.1在变压器停止运行的情况下,采取电容放电冲击法
通常情况下,在变压器铁芯接地引出线断开时,技术工作者可以利用兆欧表对电容充电,在后续放电的过程中需要测试铁芯的绝缘体电阻,若是绝缘体电阻值为正常,那么故障就可以排除,同时也可以采取时刻关注故障点,测量铁芯接地电流等方式制约故障的发展,针对不稳定的接地情况,在铁芯接地引出线中采用可调电阻,从而将控制电流控制在小于1A的范围内。
4.2故障持续延伸,针对变压器开展停电检测
随着电力技术的不断进步,利用吊罩判断变压器铁芯接地部位是最为普遍处理方式方法,为了尽可能地减短变压器在外的暴露时间,要先将铁芯和夹件处于不连接的状态,之后才能测试空心螺旋杆对铁芯的绝缘数值,在具体检测的过程中,技术人员要认真全面地查找各个间隙、槽部是否存在螺帽和金属碎屑,并用油或者是氮气清理。采取直接检查的方式寻找接地故障时,技术工作者需要将吊罩吊开,采取1000V的兆欧表测试铁芯绝缘电阻的具体数值,如果阻值是零且铁芯夹件电阻能够正常使用,这就能够足以证明问题发生在节油箱与铁芯之间的变压器,这是由于调出铁芯中的油箱不太容易,可以采取小镜片反光照射的方式查找故障点,最终根据具体的状况排除故障。
4.3铁芯接地故障处于动态情况,采取不吊罩处理方式
变压器技术工作者首先要采取色谱分析法判断接地故障是不是动态性问题,如果因为箱体下面金属异物导致的不良问题则能够确定是动态性问题,这时需要对变压器进行放油,如果没有查找出金属异物,在利用欧兆表测试绝缘体电阻值是零的基础上,这就要技术工作者敲打油箱的下部,如果存在放电声位置变动的情况,再对放电声附近进行敲打,一直敲打到放电声不存在,最终测试铁芯对地的绝缘具体数值,从而来判断接地不良问题有没有彻底得到解决。
4.4运行中的应急处理
运行中发现变压器铁芯多点接地故障后,为了保证设备的安全,一般均需要停电进行吊罩检查和处理。若系统运行方式暂不允许长时间停电检查,可采用以下方法进行处理:1)可临时在接地回路中串入限流电阻,将电流限制在100mA以下,限流电阻一般选取250~1000Ω,用限流电阻来减轻故障电流对铁芯的破坏,进而限制缺陷的劣化;2)对于小型变压器,使用大型滤油机将油从其下部打入,利用油流冲击底部,将导电颗粒冲离导电位置,从而恢复铁芯底部绝缘;3)当有外引接地线时,如故障电流较大,可临时打开接地线运行,但必须加强监视,以防故障消失后铁芯出现悬浮电位,产生放电现象。
结束语
电力变压器铁芯必须有一点可靠接地,但若铁芯出现另一个接地点,便形成闭环回路,产生环流,即发生了铁芯多点接地故障。变压器的铁芯多点接地,会造成铁芯局部过热,瓦斯继电器频繁动作,严重时会造成铁芯烧损,酿成事故。因此准确、及时诊断变压器铁芯接地故障,并采取积极措施,对电网系统的安全稳定运行具有重要意义。
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