變電站干式變壓器缺陷及故障
2013年11月30日, 110 kV某變電站10 kV1號(hào)站用變例行試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣電阻明顯降低, 直流電阻高壓側(cè)偏差達(dá)22.353%, 低壓側(cè)偏差達(dá)3.078%。試驗(yàn)不合格。

2014年3月1日, 110 kV某變電站10 kV1號(hào)站用變運(yùn)行過(guò)程中站用變高壓A相頂部出現(xiàn)匝間短路, 造成1號(hào)站用變燒損。

2014 年3 月21 日, 110 kV某變電站10 kV1 號(hào)站用變運(yùn)行過(guò)程中高壓A相頂部出現(xiàn)匝間短路, 引起1號(hào)站用變燒損。

燒損站用變均為同一廠(chǎng)家2010 年3 月出廠(chǎng)的產(chǎn)品, 各項(xiàng)參數(shù)均一致, 型號(hào)為SC11-80/10.5, 額定容量80 kVA, 額定電壓10.5/0.4 kV, 聯(lián)結(jié)組別為Dyn11。

現(xiàn)場(chǎng)處理情況

站用變燒損情況

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查, 故障均在本體范圍內(nèi), 對(duì)二次接線(xiàn)及高低壓電纜均無(wú)影響。現(xiàn)場(chǎng)更換站用變后送電正常。

站用變解體

對(duì)燒損的兩臺(tái)站用變分別進(jìn)行了解體分析, 主要對(duì)外觀(guān)進(jìn)行了檢查并對(duì)線(xiàn)圈故障部分進(jìn)行解體。

外觀(guān)檢查

變壓器C相高壓繞組及低壓繞組環(huán)氧樹(shù)脂絕緣燒毀, 主要在上端部, 與燒毀部位對(duì)應(yīng)的B相高壓繞組絕緣也被燒傷, A相繞組無(wú)燒傷跡象,。

解體檢查情況

對(duì)變壓器燒毀部位進(jìn)行解體檢查, 發(fā)現(xiàn)C相高壓繞組燒損處漆包銅線(xiàn)燒黑, 匝間有短路燒損痕跡。低壓線(xiàn)圈絕緣碳化。

變電站干式變壓器故障原因分析
1) 站用變產(chǎn)品質(zhì)量不良。

兩臺(tái)站用變C相高壓繞組及低壓繞組環(huán)氧樹(shù)脂絕緣燒毀, 高壓繞組燒損處漆包銅線(xiàn)燒黑, 匝間短路, 低壓線(xiàn)圈絕緣碳化。廠(chǎng)家未能提供該容量的型式試驗(yàn)報(bào)告。

2) 站用變沒(méi)有配置溫控。

站用變沒(méi)有配置溫度控制系統(tǒng)-干式變壓器溫控器 。干式電力變壓器的安全運(yùn)行和使用壽命, 很大程度上取決于變壓器繞組的安全可靠, 而繞組的溫度超過(guò)絕緣耐熱溫度致使絕緣破壞, 導(dǎo)致變壓器不能正常工作, 進(jìn)而引發(fā)事故, 而干式變壓器的溫控是維護(hù)干式變壓器運(yùn)行的重要部件, 能有效防止變壓器溫度過(guò)高引發(fā)事故。當(dāng)變壓器溫度達(dá)到100°時(shí), 溫控能自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī), 有效降低變壓器溫度, 從而保證干式變壓器在正常溫度下安全工作, 當(dāng)變壓器溫度為130°時(shí), 溫控器會(huì)發(fā)出蜂鳴報(bào)警, 面板上“超溫”燈亮, 并通過(guò)后板“報(bào)警”輸出端輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)給超溫報(bào)警器.當(dāng)變壓器溫度達(dá)到150°時(shí), 溫控后板“跳閘”輸出端輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)給跳閘控制器, 以切斷電源, 保護(hù)干式變壓器。根據(jù)“GB1094.11-2007電力變壓器第11部分干式變壓器”正常溫升限制表2中規(guī)定:干式變壓器絕緣系統(tǒng)溫度為155°, 從上面的分析可以看到溫控可以有效防止變壓器溫度過(guò)高引發(fā)事故。

3) 站用變沒(méi)有配置風(fēng)機(jī)。

站用變沒(méi)有配置風(fēng)機(jī)。用干式變壓器風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫風(fēng)冷是降低干式變壓器溫度的有效方法。干式變壓器橫流風(fēng)機(jī)安裝于變壓器的器身下兩側(cè), 置于干式變壓器線(xiàn)圈的兩側(cè), 風(fēng)機(jī)出風(fēng)口對(duì)準(zhǔn)干式變壓器線(xiàn)圈方向, 冷卻風(fēng)直接吹進(jìn)干式變壓器高、低壓冷卻氣道, 散熱效果就好, 這樣才能確保變壓器的正常安全運(yùn)行。

4) 站用變散熱環(huán)境惡劣。

站用變安裝在密封的開(kāi)關(guān)柜內(nèi), 散熱環(huán)境惡劣。由于站用變長(zhǎng)期在無(wú)通風(fēng)情況下運(yùn)行, 熱風(fēng)無(wú)法散出, 而站用變又沒(méi)有設(shè)置溫控進(jìn)行保護(hù), 導(dǎo)致熱效應(yīng)累積, 致使絕緣提前老化, 造成事故。

5) 站用變和站用變柜在裝備后未進(jìn)行型式試驗(yàn)。

站用變和站用變柜廠(chǎng)家僅對(duì)自生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行型式試驗(yàn), 而未對(duì)裝配后整體進(jìn)行型式試驗(yàn), 未對(duì)其溫升及散熱性能進(jìn)行考核。

綜上所述:站用變質(zhì)量不良是導(dǎo)致站用變正常運(yùn)行三年后出現(xiàn)損壞的主要原因, 加之站用變沒(méi)有配置溫控及風(fēng)機(jī), 散熱環(huán)境惡劣致使熱效應(yīng)累積, 造成絕緣提前劣化, 導(dǎo)致站用變拉弧放電, 致使變壓器高壓C相繞組匝間短路, 短路環(huán)流使繞組內(nèi)部溫度升高, 進(jìn)而燒毀。

4預(yù)防措施

1) 全面梳理電網(wǎng)在運(yùn)站用變情況, 梳理出位于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的站用變, 重點(diǎn)對(duì)KYN柜型的柜內(nèi)站用變柜進(jìn)行核查。

2) 排查治理開(kāi)關(guān)柜內(nèi)運(yùn)行環(huán)境;結(jié)合停電對(duì)柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行全面維護(hù)性檢修及清掃。重點(diǎn)考核試驗(yàn)前后站用變溫度及絕緣變化情況。控制高壓室及柜內(nèi)的溫濕度, 及時(shí)開(kāi)啟驅(qū)潮裝置及空調(diào)設(shè)備, 確保開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境良好。

3) 開(kāi)展開(kāi)關(guān)柜帶電測(cè)試工作。主要開(kāi)展開(kāi)關(guān)柜局放測(cè)試, 重點(diǎn)關(guān)注站用變柜內(nèi)局放情況。

4) 納入大修技改項(xiàng)目逐步將開(kāi)關(guān)柜內(nèi)站用變移除, 采用戶(hù)外站用變的形式。

5) 加快外接380 V電源接入站用電系統(tǒng), 確保母線(xiàn)全停時(shí)站用電系統(tǒng)正常可靠運(yùn)行。

干式站用變故障頻發(fā)給變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了很大的隱患, 其本體內(nèi)部絕緣往往由于質(zhì)量問(wèn)題及運(yùn)行環(huán)境不良等因素提前老化, 使得變壓器繞組因絕緣破壞而發(fā)生短路故障, 溫升過(guò)高而燒毀。針對(duì)故障現(xiàn)狀, 積極開(kāi)展變電站開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境排查治理, 加強(qiáng)站用變運(yùn)行維護(hù)技術(shù)監(jiān)測(cè), 大力改善工作環(huán)境, 及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備缺陷隱患, 是保證站用變安全運(yùn)行水平的強(qiáng)有力措施。