主变铁芯多点接地故障分析与处理

1、主变铁芯多点接地故障分析与处理摘要： 介绍了电力变压器铁芯接地故障类型和原因、危害及分析处理步骤。结合大化电厂3号主变铁芯多点接地故障处理过程，对变压器铁芯多点接地故障的分析判断。 关键词： 变压器油；铁芯；接地；故障；分析处理 中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）16-0032-02 1 变压器铁芯多点接地故障的原因和危害 1.1 变压器铁芯多点接地的危害 变压器在正常运行时，变压器绕组周边存在电场，变压器铁芯和夹件等金属构件都处于电场之中，场强各异。如果变压器铁芯不可靠接地，就会产生放电现象。如这种放电现象长期存在对变压器油和固体绝缘有一定不良影

2、响。所以为了消除这种现象，把变压器铁芯与外壳可靠地连接起来，使铁芯与外壳等电位，当铁芯或其他金属构件有两点或多点接地时，接地点形成闭环回路，形成环流，出现局部过热，导致油分解，绝缘性能下降，严重时，会使铁芯硅钢片烧坏，照成变压器重大事故。 1.2 铁芯接地故障原因 变压器内金属异物遗留和铁芯工艺不良产生毛刺、铁锈与焊渣等引起接地。变压器各附件引起的多点接地。铁芯接地片因工艺和设计不良造成短路。潜油泵轴承磨损，产生金属粉末，出现箱底与铁轭的多点接地。铁芯绝缘受潮及损伤，导致铁芯高阻多点接地。穿芯螺栓钢座过长以致与硅钢片短接。变压器安装时工作人员的疏忽发生铁芯碰壳或夹件。 2 变压器铁芯多点接地的

3、分析处理的步骤 2.1 电气试验数据分析 变压器正常运行，用钳型电流表在变压器铁芯外引接地套管的接地引下线上测量引线是否有电流，变压器正常运行情况下电流很小，一般小于0.3A，当变压器铁芯出现多点接地故障时，环流上升到数百安培，从铁芯引线电流能对铁芯接地故障进行判断。 2.2 变压器油色谱数据分析 监测变压器铁芯多点故障最简便、最有效的方法是由色谱分析法，三比值法只能当变压器油中溶解气体各组分含量超过注意值或产气速率超过限值才能进行判断，不便于在变压器故障初期进行分析判别，运用五种特征气体的四对比值来判断故障，在四比值法中，以铁件或油箱中出现不平衡电流一项作为判断变压器铁芯多点接地，准确度较高

4、。 判据是： 。满足判据条件即可定为铁芯多点接地。 2.3 变压器运行状况分析 在确定变压器铁芯出现多点接地故障，应查询变压器投运的时间，负荷情况，是否有突发故障及冲击，变压器历史运行情况，安装交接试验数据，再结合油色谱分析、电气预防性试验试验数据进行分析判断，确认故障的类型。 2.4 吊罩检查处理 检查各间隙并用油进行冲洗、氮气冲吹清理。边敲击振动夹件，边用摇表监测，观察绝缘有无变化，查找并消除动态接地点。清理绝缘垫或铁芯上的铁锈或油泥，用铁线对铁芯底部进行清理。对各夹件或穿芯螺杆对铁芯的绝缘进行测量。对各间隙、槽部重点部位进行检查，是否有螺帽、废料、硅钢片等金属杂物。 2.5 放电冲击法

5、故障类型为稳定铁芯接地，可采用放电冲击法将接地杂物击穿。现场主要有电容器充放电法和电焊机交流方法。由于交流电焊机电流不好控制，所以只有金属性接地故障，才采用电焊机。电容直流电压法简单、方便。 2.6 临时性应急措施 当运行中的变压器发生多点铁芯接地故障后，为了保证变压器的安全运行，一般都要求停电进行吊罩检查处理。在系统暂不批准停电检查处理的情况，可采用在外壳铁芯接地回路上串接电阻的临时应急处理，来限制接地回路的环流，防止故障的进步一发展。要求环流限制在0.1A以下，为此要进行铁芯接地回路的环流开路电压的测量，根据电压值计算所需串电阻值。 3 现场实例 3.1 概述 大化电厂现安装有5台油浸式主

6、变压器，分别做为5台水轮发电机组出口的升压变压器，将机组出口母线电压15.75kV变升压到220kV后接入系统。单台发电机组容量为114MW，每台主变容量是120000kVA，1号-4号主变均为保定电力变压器厂生产，5号主变为河南衡阳电力变压器厂生产。其中3号主变型号为SFPB-120000/220，冷却方式为强迫油循环风冷，调压方式为无载调压分接开关，型号是DW-220/500，储油柜为胶囊式。1984年7月出厂，1984年10月投入运行。其部分电气参数如表1、表2。 3.2 问题的发现 2012年03月，大化电厂3号主变年度检修，在进行3号主变预防性试验，变压器铁芯绝缘为零，判断主变出现了

7、铁芯多点接地故障。变压器铁芯由于某种原因出现两个以上接地点时，会形成闭合回路，产生环流，它会造成铁芯局部短路过热，甚至发生铁芯局部烧损等重大故障。为此要查找原因，排除故障。以往的油色谱试验数据和高压试验数据见表3、表4、表5。3号主变运行状况：3号主变是1984年投运的，4号主变压器自投入运行以来一直运行良好，每年进行一次年度小修，所查到的绝缘油检测相关记录均未发现异常，到2002年12月进行了一次大修。 3.3 故障分析 从试验数据看，主变没有出现过热现象，综合分析认定造成铁芯多点接地是由于悬浮铁锈在电磁力的作用下，沉积在线圈内部与铁芯的绝缘表面上的非金属性接地故障，所以采用电容放电方法进行

8、处理，采HZ-201放电校验仪装置进行放电，首先用200V电压对铁芯进行放电后，用万用表测得铁芯对地绝缘为3.6M，第二次把电压调到600V再次冲击，冲击两次后，用绝缘兆欧表测得铁芯绝缘为2000M，同时又给潜油泵通临时电源，启动潜油泵进行主变油循环4小时后，主变铁芯绝缘测得5000M。主变恢复运行后油色谱试验和电气试验数据均正常，数据见表3、表4及表5。变压器大修周期的规定：电厂和变电所得主要变压器，投入运行后第5年内和以后每隔5-10年大修一次，在此范围内按预防性试验和试验结果确定点修时间。发电厂和变电所的主要变压器，如果未过负荷运行，每10年大修一次。3号主变上次在2002年大修一次，这

9、10年变压器运行良好，未出现过负荷现象，按相关规定2012年12月，进行3号主变大修。由于在2012年3月出现铁芯绝缘为零故障，在本次变压器大修时做了进一步检查处理。按大唐集团公司企业标准，变压器在大修前、修后进行了相应的试验，大修前油色谱试验数据和电气试验数据均在合格范围，2012年12月22日变压器修前铁芯绝缘电阻为12.29M，铁芯绝缘电阻与2012年3月铁芯多点接地故障处理后相比较有明显差别。2012年12月31日3号主变吊罩检查，对铁芯绝缘电阻降低进行了以下处理：把变压器各绝缘薄弱重点部位进行外观检查，没有发现接地点和放电痕迹。对绝缘片，各夹件的绝缘电阻进行测量，未发现异常未发现异常

10、，所有穿芯螺杆绝缘电阻均为200000M。用榔头敲击振动夹件，同时进行绝缘电阻监测，未发现变化。在用2500V摇表对铁芯绝缘电阻测量时，听到“砰”的声音。工作人员用油对变压器各间隙进行冲洗，用铁线对铁芯底部进行清理。进行这一系列的处理后，再进行铁芯绝缘电阻测量，铁芯绝缘电阻上升到13000M。2013年01月4日，主变回装充油后铁芯绝缘电阻是14430M，主变大修投运前铁芯绝缘电阻是12390M，因每次试验时环境温度及湿度不同使得铁芯绝缘电阻有微小差别。主变大修投运后，按规定都进行了油色谱跟踪，色谱试验数据均合格，主变运行正常，对变压器铁芯接地电流进行定期测量，未发现异常。 4 结束语 变压器出现铁芯多点接地故障，应准确地判别故障类型，确定相应的处理方法。要定期对运行中变压器铁芯接地电流的测量，以便及时发现故障。每次大修时，一定要清洁油箱底部的油泥铁锈杂物，应用油进行全面的冲洗。定期对潜油泵及冷却器的检修，避免由于轴