电力变压器短路事故分析

第32卷第2期 ·114·2006年2月 高电压技术 HighVoltageEngineering V01．32Nu2 &hZ006 电力变压器短路事故分析 AnalysisofPowerTransformerShort-circuitAccident 雷红才1．汤美云2，申积良1 (1．湖南省电力试验研究院．长沙4J．0007；2．湖南省电力公司，长沙410007) 摘要：通过对事故后的电力变压器进行外观检查、试验检测和吊罩检查，并结合内部受力分析．提出该次事故的 根本原因是低压弓l线绝缘支架的机械强度不够，造成变压器抗短路能力差。故建议变压器厂在 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 产品时既应计 算本体的抗短路强度，又应验算引线等部位的抗短路强度。 关键词：电力变压器；短路事故；抗短路强度 中图分类号：TM41 文献标识码：B 文章编号：1003—6520(2006102-0114一Ol l变压器事故经过 2004—08—30，湖南省一条110kV电缆线路A相 在距220kV变电站3km处发生电缆头爆炸，线路 单相接地，保护动作跳开断路器。3．6S后重合闸不 成功，断路器再次跳闸，这时变压器两套差动保护动 作，高、中、低压断路器跳闸，变压器停运。 2事故后检查 SFPSZ-180MVA／220kV型变压器额定电压 230×(1±8×0．0125)％／121／11kV，额定电流 451．8／858．9／4723．8A，事故后外观检查发现：两 个压力释放阀均已动作喷油；220kVB相套管瓷瓶 破裂、漏油；220kV中性点套管裂缝、漏油；uok、， B相套管自上而下瓷瓶裂缝、漏油。 试验检测发现：绝缘油中妒(CzHz)一675x 10一，P(C，+c2)一1426×10。瓦斯继电器气体 中尹(GH2)一2849×10～，P(Ci+C2)一18339× lo一，用三比值法r11判定内部存在高能放电。 妒(cO)和P(c02)并不高，估计固体绝缘未受到严重 损坏。高、中、低压A相绕组绝缘电阻合格。低压 B、C相绝缘电阻较小(分别仅199、498M12)，绕组 主绝缘受到一定损伤。直流电阻、短路阻抗和绕组 变形测试均未发现异常，综合判断变压器绕组发生 断线、金属性匝间短路及变形的可能性较小。 吊罩检查发现：B相线囤压板上散落着许多绝 缘垫块和一断裂的绝缘螺杆。低压线圈b、c相首、 尾端共4根引线(铜棒)弯折处有明显拉弧痕迹，其 铜棒 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面被电弧烧得凹凸不平，周围已成深黑色，对 应上夹件被熏黑，此处短路迹象十分明显。短路点 一侧的两组绝缘支架断裂(此处宽度很小，仅8 ram)，支架的一根螺杆断裂后飞到B相线圈压板 上。A相调压线圈从上至下第4个抽头引线处的纸 板有一块10cnf的炭化区，但切开后检查发现下层 无炭化痕迹。变压器绕组无变形+其它部位无明显损 伤，但本体油颜色已变深。变压器内部结构见图1。 3故障原因分析 A相外部线路接地短路时，变压器内部流过引 线y、z的电流方向相同，其相互作用力为引力，此时 变压器内部尚无异常。但线路重合闸时电缆线路 B、c两相是正常空长线路而A相为故障线路，根据 “波过程原理”，系统内部会产生过电压L21j。A相电 压波传到线路故障点时再次出现接地短路，在短路 电流产生的电动力的突然冲击下造成引线振动，而 H和M两个绝缘支撑件间的引线距离最长，使其中 点附近(恰巧在引线弯折处)振幅最大(见图1)，引 线振动到距离最小时发生击穿，造成电弧短路。变 压器内部引线短路时(见图2)短路电流比外部短路 时大得多，引线b、C问和y、z间的相互作用力均为 斥力。因绝缘支架存在设计缺陷(引线处绝缘板的 宽度太小，见图3)，抗拉强度很小，故在引线斥力的 作用下绝缘支架断裂，短路程度加剧，在电、热效应 的综合作用下产生大量气体，使变压器内部压力急 剧增大，造成2个压力释放阀动作喷油、3个套管明 显损坏。由此可知，变压器引线的抗短路强度不够 是本次事故的直接原因，而引线绝缘支架设计缺陷 则是本次事故的根本原因。 4事故处理 变压器在现场修复。更换被电弧烧伤的引线， 对局部加包绝缘。修改绝缘支架设计，使原断裂处 的宽度由8iilm增至49．5mill，并增加一组支架，使 其机械强度大为提高。更换全部套管。用过滤和加 热后的旧油清洗本体，变压器真空干燥后注入新油。 变压器修复后按交接试验项目进行试验焉i果合格， 而后投入运行。 C下转第116页) 万方数据 HighVoltageEngineering V01．32No。2 图4瓷裙破损脏污的瓷柱 图5瓷柱法兰附近 放电时紫外图 有裂纹的紫外围 检测绝缘子裂纹并不理想，因无电场存在或电场强 度很弱，不足以产生可检测到的电晕放电。 沈阳供电公司应用紫外成像仪检测绝缘子的电 晕放电所产生紫外光的多少及放电频率来判断绝缘 子的绝缘状况已近2年。要想确保绝缘子串有足够 的有效绝缘距离，应及时清除有绝缘缺陷的绝缘子， 因为绝缘子串中的破损绝缘子或低、零值绝缘子使 其有效绝缘距离变短，在恶劣天气条件下易引发绝 缘子闪络。 2紫外成像检测原理及受天气和时间的影响 电晕放电发生电场强度高的区域，电晕放电时 气体分子会持续获得并释放能量，其释放能量同时 产生光波及声波。而气体电离后放射的光波主要落 在紫外光波段(见图6)，紫外成像仪就是用来接收 电晕放电所产生的紫外光。 太阳光中含有的紫外光与电晕放电在氮气中产 生的紫外光大部分重叠(见图6)，只有很小一部分 围6太阳光与电晕放电的放射波长的比较 未重叠，因此紫外成像检测时要尽量避开太阳光的 干扰。实际应用紫外成像检测中还发现空气湿度太 大时，如雾天、雨天，电晕放电所产生的部分紫外光 会被大气吸收，影响紫外成像检测效果。 3结语 用紫外成像可在绝缘设备运行状态下，不接触 绝缘设备就可检测其电晕放电情况，可明确指出放 电部位，及时处理和更换一些不良绝缘子，利用有效 手段控制和减少线路及变电站污闪事故，使电网安 全运行得到保障。 参考文献 [1]郭喜庆．商电压设备绝缘与故障分析[M]．北京：北京农业工程大学． 1995． [2]严璋．电气绝缘在线检测技术[M：．北京；水利电力出版杜，1995． [3]GB311．1．高压输变电设备的绝缘5d合fs-。1997 退最#1954，高工．从事电力管理。 曾庆立1954一，工程师．从事高压试验。E-瑚il：zql0811@125．o呷 孙立时1970一．高工．从事高压试验。 收祷日期2004-12-29缩髯蔡爱姣 (上接第114页) 图I变压器内部结构图 5结论 啦C B A，．匮 8mm 图2内部短路时低压引线受力 图3绝缘支架外形图 力出版社，2001． 本次变压器事故的根本原因是绝缘支架的机械 强度不够，造成变压器抗短路能力差。为避免类似 事故，变压器厂在设计产品时必须注意引线等部位 抗短路强度的验算。 参考文献 [1]DIJT722一Z000，变压器油中溶解气体分析和判断导则[S]．北京：中国电 [2]扬钢，张艳霞．电力系统过电压计算及麓雷器的数字傍真研究[J]．高 电压技术．2001．27(3)64-66． [3]解广澜．电力系统过电mCM]．北京：水利电力出版牡．1985． [43王涛．饪丰洪．抻末一忻州石北500kV线路过电压计算及对安装合 闸电阻的分析D]．河北电力技术．2005．24(2)：】7-20． 雷红才1974一．硬士-从事高电鹾及绝缘方面的研究和生产。电话：(0731) 5542735}E-mail：Ihc2733@163．com 收稿日期2005—05—06编辑李东 万方数据