主变压器故障分析及改进措施

1、110kV 沙星站 2号主变故障分析及改进措施李伟民(广东省建设工程交易中心 , 广州市 ,510630摘 要 110kV 沙星变电站 2号主变损坏的原因 :一是 10kV 馈线遭受雷击 ,F5出线避雷器爆炸造成短路 , 在线圈上形成强大的径向和轴向的电动力 ; 二是沙星 2号变压器低压绕组绕制在软纸筒上 , 其强度不够是导致变压器损 坏的必然结果 。 并提出了改进措施 。关键词 变压器 短路 过电压 累积效应中图分类号 :TM405 文献标识码 :B 文章编号 :1000-7229(2003 06-0036-01Analysis on Failure of No. 2Main Transfo

2、rmer at 110kV Substation and Its Li (Guangdong Provincial , Guangzhou City , 510630K eyw ords; ; accumulative effect 110kV 沙星变电站 2号主变于 2000年 6月 15日投产 。 2001年 8月 23日 16h 50min 10kV 馈线遭 受雷击 , F 5出线避雷器爆炸 , 0. 2s 电流速断保护动 作 ,F 5开关跳闸 , 2. 0s 后 F 5开关自动重合闸 , 过 0. 75s 后 F 5开关再次跳闸 , 再过 2. 23s 变压器复合电压保护动作 , 跳

3、110kV 分段开关 , 与此同时 , 变压器瓦斯继电器动作 , 跳主变高低压开关 , 事故过程保 护动作一切正常 。经现场吊罩检查发现 :变压器低 压侧 B 相绕组中部严重变形 , 造成匝间短路 , A 、 C 相绕组也有幅向变形 。1 事故分析110kV 沙星变电站 2号主变损坏的原因是 :10kV 馈线遭受雷击 , F 5出线避雷器爆炸造成短路 , 强大的短路电流流经变压器线圈 , 在变压器线圈上产 生强大的轴向和径向电动力 , 使线圈产生轴向压缩 变形和径向弯曲变形 。 2号主变低压绕组绕制在软 纸筒上 , 其强度不够 , 导致了 2号主变损坏 。2 防止变压器损坏应采取的措施2. 1

4、 规范设计 , 重视线圈制造的轴向压紧工艺制造厂家在变压器设计时 , 除要考虑降低损耗 ,提高绝缘水平外 , 还要考虑提高变压器的机械强度 和抗短路故障能力 。在制造工艺方面 , 由于很多变 压器高低压线圈共用了 1块绝缘压板 , 这种结构要 求有很高的制造工艺水平 , 对垫块应进行密化处理 , 在线圈加工好后 , 还要对单个线圈进行恒压干燥 , 并 测量线圈压缩后的高度 ; 同一压板的各个线圈经过 上述工艺处理后 , 再调整到同一高度 , 并在总装时用 油压装置对线圈施加规定的压力 , 最终达到设计和 工艺要求 。 在总装配中 , 既要注意高压线圈的压紧 情况 , 又要特别注意对低压线圈压紧

5、情况的控制 。 由于径向力的作用 , 往往使内线圈向铁心方向挤压 , 故应加强内线圈与铁心柱间的支撑 , 可通过增加撑 条数目并采用厚一些的纸筒作线圈骨架等措施来提 高线圈的径向动稳定性能 。2. 2 对变压器进行短路试验 , 防患于未然大型变压器的运行可靠性 , 首先取决于其结构和制造工艺水平 , 其次是设备在出厂前要进行各种 试验 , 包括承受短路电流强度试验 , 掌握变压器的机 械性能 , 并针对其薄弱环节加以改进 , 以确保变压器 结构强度设计做到心中有数 。 2. 3 使用器身定位装置 , 避免运输发生位移器 身定位是防止运输发生位移 (下转第 51页 收稿日期 :2002-12-1

6、963 第 24卷 第 6期2003年 6月电 力 建 设Electric Power ConstructionVol. 24 No. 6J un , 2003变 A 瓦斯继电器处的油流速较快 , 故在厂变 A 的控 制柜 401AR 中增加油泵软启 、 停装置 , 以减缓油泵 正常启 、 停时产生的油流涌动现象 (但未明确定值 , 并在相关文件中明确当油流达到 1m/s 时将引起重 瓦斯动作 , 但现场供货的瓦斯继电器实际动作值为 0. 8m/s 。 这说明 ALSTOM 对该类型变压器在失去 油泵电源时的油流涌动现象缺乏经验 。在同类型产 品设计中 , 由于厂用变 B 的容量小 , 容量与

7、体积比较 合理 , 瓦斯继电器处的油流涌动现象较小 。3 处理过程3. 1 更换瓦斯继电器ALSTOM 于 2002年 2月 2日承诺将重供油流 动作值较大的瓦斯继电器 , 以替换现装于厂变 A 、 B 的瓦斯继电器 , 到货前要求发 TCA 修改 GPA 跳闸的 动作条件由 stage 2改为 stage 1+stage 2, 从而避开由 于油泵启 、 停时的油流涌动引起跳闸 , 更换完瓦斯继 电器后再拆除此 TCA 。. 0m/s , 2002年 2月 27板 , 结构更加安全 、 可靠 , 且减小了受力面积 , 提高了 油流动作值 。 由气体累积动作的浮球联动开关也由 简易的外露触片改为

8、内置的开关 , 提高了抗漏磁干 扰及抗震动干扰水平 。 3. 2 修改油泵软启、 停装置定值厂用变的油泵在绕组温度达到 800 时自动启 动 , 温度降到 650 时自动停止 。油泵在全电压启 动过程中 , 由于静止油的惯性作用 , 厂用变 A 油泵 出口到本体管段长度远小于油泵入口到本体管段长 度 , 在启动瞬间将产生强大的油流注入变压器本体 , 引起本体中油的扰动 , 涌向连接瓦斯继电器的管道 , 此快速的油流可能引起重瓦斯保护动作 。油泵在突 然停止过程中 , 由于运行中油流的惯性作用 , 在瞬间 也将产生油流涌动 , 正如在高速流动的水流中突然 增加障碍物 , 势必引起水流中短暂的液位

9、上升 。在 变压器结构设计不合理的情形下 , 这种涌动现象更 明显 。为减小油泵启 、 停过程中的油流涌动现象 , 厂用 变 A 、 B 增加了 SMC -2、 停装置 。它串装于(减压启动 、 停特性 , 达到改善油流涌 。 厂变 A 的启 、 停定值修改为 :10%的启动 力矩 , 启动时间为 20s , 油泵停止时间为 35s 。 更换新型瓦斯继电器及加装油泵软启 、 停装置 后 , 在切断油泵电源及正常启 、 停油泵时的油流涌动 现象已相当平缓 , 不能触动重瓦斯保护动作 。至此 , 岭澳核电站 1号机厂用变 A 重瓦斯动作跳开高压开 关的问题得到彻底解决 。(责任编辑 :李汉才 (上

10、接第 36页 的关键 。 目前 , 大型变压器一般采用火车 、 汽车 、 船 舶等运输 。 在运输过程中 , 不可避免地要受到外力 的作用 , 轻则会使器身紧固件 (线圈端部压环的正反 压钉和引线支架的紧固螺栓等 松动 ; 重则会造成线 圈内部发生相对位移 , 油道尺寸变动 , 或者油箱局部 变形受损 。 因此 , 运输中除器身在箱内装有加固支 撑外 , 油箱外部还应有拉绳绑紧 , 以防左右摆动 。同 时 , 还应加装三维冲撞记录仪 , 以监视运输过程中有 无异常撞击 。2. 4 现场施工工艺及交接试验应满足规范要求 现场进行变压器安装时 , 必须严格按照厂家说 明书和规范的要求进行施工 , 严格把好质量关 , 对发 现的隐患必须采取相应的措施加以消除 。2. 5 加强运行维护 , 使用可靠的短路保护系统 运行维护人员应加强对变压器的检查 、 维护和 保养 , 以保证变压器处于良好的运行状况 , 并采取相 应措施 , 降低出口和近区短路故障的几率 。为减少 系统短路故障造成的损失 , 对于已投运的变压器 , 首 先应配备可靠的直流系统 , 以保证保护动作的正确 性 ; 其次 , 应尽量对因短路跳闸的变压器进行试验检 查 , 可用频率响应法测试技术测量变压器受到短路 跳闸冲击后的状况 , 根据测试结果有目的地进行吊 罩检查 , 这样就可有效地避免重大事故的发生 。3 结束语变压器