主变压器220kV线圈匝间绝缘损坏事故

主变压器主变压器 220kv220kv 线圈匝间绝缘损坏线圈匝间绝缘损坏 事故事故 案例简述 某电厂 2 号主变系西安变压器厂 1973 年 11 月生产的 sspsol 一 300000 220 型薄绝缘变压器 1973 年 12 月投运 是该省首台 220kv 升压变压器 运行以来历次绝缘预防性试验 无明显变化 油质化验和油中溶解气体分析正常 变压器投运 以来未进行过大修吊检工作 为了检查变压器内部绝缘老化状 况 紧固件松紧程度和油道是否畅通等 于 1996 年 5 月 20 日 对该变进行了第一次大修 经吊检并解三相高压线圈部分围屏 未发现明显缺陷 修后按检修工艺要求进行真空注油 真空度保 持 540 550mmhg 6 月 3 日 18 时 56 分 由 220kv 侧对主变送电 110kv 并 网试运行 主变运行正常 22 时 26 分 中调命令主变从电网 解列备用 6 月 4 日 16 时 55 分 中调命令主变投入运行 负荷 90mw 6 月 6 日 8 时 23 分 主变重瓦斯动作 防爆筒喷油 油中溶解气体分析属高能量放电 高压侧直流电阻不平衡系数 严重超标 吊罩检查发现 b 相下分支六只线饼局部烧坏 事故后将事故线匝拆除 修理恢复原状 经 1 4 倍感应耐 压试验并在 1 3 倍感应电压下测量了 b 相的局部放电 加压时 间 20 分钟 试验过程中未发现主变异常 7 月 15 日 1 时 54 分 由 2 号机带该变空载零起升压 当 低压侧 13 8kv 升至 5kv 时 发电机转子电流剧增 最大达 1100a 正常时约 320a 还未来得及降压 主变重瓦斯动作跳 mk 开关 全部升压过程约 3 分钟 经吊检发现 故障发生在高 压侧 b 相下分支 第一次故障线饼的下部 由于这次故障波及 线饼 30 多个 现场穿绕时间长 难以保证质量 决定将 220kv 三相自耦变串联线圈全部拆除 于 7 月 28 日 23 时 30 分 暂由 110kv 并网运行 待全部更换为加强绝缘线圈 故障部位检查 该变 6 月 6 日 7 月 15 日先后发生两次 绝缘事故 第一次事故的部位发生在高压侧 b 相下分支 1 2 号 撑条间 由下往上数第 27 至 32 线饼的辐向外侧第 5 匝往里的 四只线饼 故障点烧了鸭蛋大的一洞 由于瓦斯保护动作快 波及范围不大 经现场局部穿绕更换了第 27 号至 34 号八只线 饼 第二次绝缘事故的部位仍发生在高压侧 b 相 1 2 号撑条 间 线饼辐向的最里侧 由损坏的程度看 这次故障由第 17 18 线饼首先短路 短路电弧向上下发展波及到 18 个线饼 的内侧线圈 有不同程度的烧伤和熔化 且多个线饼的导线沿 圆周严重变形 另外 17 18 线饼在 a b 段相间位置还各有一 根导线熔化 这次事故波及面大 除 18 只线饼的部分导线熔化 外 还有近 20 多个线饼部分绝缘表面严重熏黑 案例评析 该变在大修吊罩检查时没有发现明显缺陷 大修恢复和第 一次事故后修复整个工艺过程均未有失误之处 每次注入变压 器本体油的耐压不低于 50kv 油中微水不大于 20ml l 热油 循环真空干燥油温 65 68 注满油后 开启潜油泵循环 投 运前各放气孔放气 经拆除线圈检查故障处没发现有异物破坏 线圈绝缘 高压外围屏没有爬电痕迹 第一次事故前按正常操作在 220kv 侧进行二次冲击 之后 由 220kv 侧送电 由 110kv 并网运行 并网后运行 39 小时发生 故障 在场人员听到冲击后变压器数分钟内声响较大 但网控 室表计未见异常 第二次事故前由发电机零起升压 以减小对变压器的电压 冲击作用 但升压值不足额定电压的三分之一就发生事故 通过对该变压器的吊罩检查 事故修复及试验 运行操作 和事故后的故障部位检查 认为这两次绝缘事故是由于变压器 经过了十几年的运行 多次全电压下冲击拉合 使变压器匝间 绝缘受到严重损伤 14 年来对 2 号主变进行全电压冲击和拉空 载变压器各不少于 60 70 次 冲击次数对变压器绝缘损伤有累 积效应 据变压器事故统计分析 有些事故事先并无征兆 所 以该变压器在最后一次冲击后运行 39 小时发生绝缘击穿导致线 圈饼间短路是属突发性绝缘故障 分析认为 第二次故障点隐患缺陷的形成有可能和第一次 故障点同时发生 只是损伤的程度不同 重者已经暴露 轻者 隐蔽下来 也有可能第二次故障点是在第一次事故时由短路应 力的作用 使线圈绝缘多点局部受伤破裂 但还未完全短路 这些隐蔽缺陷发生在线饼的最里侧 线饼又厚 在第一次故障 修复时目测检查未能发现 在第一次故障修复后曾做过三倍感 应耐压试验 首先对修复后的高压 b 相加压试验 试验过程电 压没有突然下降和电流突变现象 试验通过 由于故障点不是 完全短路 匝间尚有一定的绝缘强度 再加上第一次修复后经 过对线饼用压力油冲洗后注入合格的变压器油 导线间有良好 的油膜 所以能承受短时间的感应耐压 高压 b 相在感应耐压 后又测量局部放电 由于试验设备发生故障 a c 二相未能测 量 不能进行三相比较 仅与以往其他变压器的现场局放量相 比 数量级还是相近的 高压 b 相线圈在 20 分钟感应耐压通过 而在工频约三分之一额定电压下再次发生事故 对这一现象分 析认为是零起升压之前潜油泵开启后 将第一次事故时冲洗线 圈遗留在线圈里侧油路中的铝渣 拆除线圈后确发现高压线圈底 部特别在故障部位下面油道里有很多铝渣粉末 重新翻起被冲入 有绝缘缺陷的线匝上造成金属性搭桥使匝间短路 所以在零起 升压时已带这种短路匝运行 当零起升压至 3kv 时发电机转子 励磁电流稍大于过去实测值 短路点已流过电流 升至 5kv 时 该电流剧增 很快使短路点扩大 由于时间较长 整个升压过 程约 3 分钟 5kv 下也约有 1 分钟 所以第二次事故面积大 且损坏严重 案例警示 1 正常运行操作 每次冲击前后及运行 24 小时后都应做一 次油中溶解气体色谱分析 监督可燃气体有否变化 比较产气 速率 2 通过历年绝缘试验和油中溶解气体分析 没有异常的大 型变压器一般可以不吊罩检查 特殊情况如发生出口短