? 一、概述
電力變壓器是電力網(wǎng)的核心設(shè)備之一,因而其穩(wěn)定、可靠運行將對電力系統(tǒng)安全起到非常重要的作用。然而,由于設(shè)計制造技術(shù)、工藝以及運行維護水平的限制,變壓器的故障還是時有發(fā)生,尤其是近年來逐步引起人們重視的變壓器近區(qū)或出口短路(以下簡稱出口短路)故障,大大影響了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
統(tǒng)計資料表明,在變壓器的損壞的原因中,80%以上是由于變壓器發(fā)生了出口短路的大電流沖擊造成的。因此,加強變壓器的運行維護,采取切實有效措施防止變壓器出口短路,對確保變壓器的安全穩(wěn)定運行有重要的意義。
例如2003年8月6日220KV GY變電站, 35KV線路因樹木過高造成線路間歇接地,引起35KV母線過電壓,過電壓擊穿了變壓器的出口開關(guān)A相絕緣拉桿,加上繼電保護整定有誤,使得變壓器出口長時間短路,結(jié)果造成220KV主變壓器一臺損壞、一臺嚴重受損的事故。
再如2003年5月13日110KV YP變電站,35KV線路因釣魚甩線造成線路瞬間接地,引起35KV母線過電壓,過電壓擊穿了母線支柱瓷瓶,35KV出口開關(guān)因繼電保護接線松動而拒動,經(jīng)約2秒種后,變壓器后備保護才將變壓器切除,結(jié)果造成變壓器35KV線圈嚴重變形。
??? 二、變壓器出口短路的危害
電力變壓器在發(fā)生出口短路時的電動力和機械力的作用下,繞組的尺寸或形狀發(fā)生不可逆的變化,產(chǎn)生繞組變形。繞組變形包括軸向和徑向尺寸的變化,器身位移,繞組扭曲、鼓包和匝間短路等,是電力系統(tǒng)安全運行的一大隱患。變壓器統(tǒng)組變形后;有的會立即發(fā)生損壞事故,更多的則是仍能繼續(xù)運行一段時間,運行時間的長短取決于變形的嚴重程度和部部位。顯然,這種變壓器是帶“病”運行,具有故障隱患。這是因為:
??? 1、繞組機械性能下降,當再次遭受到短路電流沖擊時,將承受不住巨大的沖擊電動力的作用而發(fā)生損壞事故。例如,某臺40MVA、110kV的電力變壓器,低壓側(cè)遭受短路沖擊后,常規(guī)試驗設(shè)有發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象;投入運行后1年,在一次短路事故中損壞。
??? 2、絕緣距離發(fā)生變化,或固體絕緣受到損傷,導(dǎo)致局部放電發(fā)生。當遇到過電壓作用時,繞組便有可能發(fā)生餅間或匝間短路導(dǎo)致變壓器絕緣擊穿事故。或者在正常運行電壓下,因局部放電的長期作用,絕緣損傷部位逐漸擴大,最終導(dǎo)致變壓器發(fā)生絕緣擊穿事故。例如,某臺150MVA、220kV的電力變壓器,低壓側(cè)短路后,用常規(guī)試驗方法沒有發(fā)現(xiàn)問題,投入運行后6個月,突然發(fā)生損壞事故。
??? 3、累積效應(yīng),運行經(jīng)驗表明,運行變壓器一旦發(fā)生繞組變形,將導(dǎo)致累積效應(yīng),出現(xiàn)惡性循環(huán)。例如,某臺31.5MVA、 110kV的電力變壓器,在運行的5年中, 10kV側(cè)曾遭受多次沖擊,經(jīng)吊罩檢查發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部繞組已存在嚴重變形現(xiàn)象。若不是及時發(fā)現(xiàn)繞組變形;很難說在什么時候這臺電力變壓器就會發(fā)生事故。再如,某變電站的一臺40MVA、110kV電力變壓器發(fā)生短路后速斷保護跳開三側(cè)斷路器,經(jīng)預(yù)防性試驗合格再投運 1個月后,油中特征氣體增長。一停運檢修發(fā)現(xiàn) 35kV繞組已整體變形,包括10kV繞組多處有露銅,導(dǎo)線有燒融現(xiàn)象。因此,對于繞組已有變形但仍在運行的電力變壓器來說,雖然并不意味著會立即發(fā)生絕緣擊穿事故,但根據(jù)變形情況不同;當再次遭受并不大的過電流或過電壓,甚至在正常運行的鐵磁振動作用下;也可能導(dǎo)致絕緣擊穿事故。所以,在有的所謂“雷擊”或“突發(fā)”事故中,很可能隱藏著繞組變形協(xié)故障因素。
??? 三、防止變壓器出口短路的技術(shù)措施
??? 1.變壓器的中低壓側(cè)加裝絕緣熱縮套。對變壓器的中、低壓側(cè)電壓等級是35KV及以下的,只要其出線采用的是硬母線,可以從變壓器出口接線樁頭一直到開關(guān)柜的母線,包括開關(guān)室內(nèi)高壓開關(guān)柜底部母排,全部加裝絕緣熱縮套。如果采用的是軟母線,可在變壓器出口接線樁頭和穿墻套管附近加裝絕緣熱縮套。這樣可有效防止小動物等造成的變壓器出口短路。
??? 2.對變壓器的中、低壓側(cè)為35KV或10KV電壓等級的變壓器,由于其屬于中性點屬于小電流接地系統(tǒng),所以要采取有效措施防止單相接地時發(fā)生諧振過電壓,從而引起絕緣擊穿,造成變壓器的出口短路。防止單相接地時發(fā)生諧振過電壓的措施有:
電壓互感器的二次開口三角加裝消諧器,如微電腦控制的電子消諧器。我們使用的是WNX III型系列微電腦多功能消諧裝置,是抑制鐵磁諧振過電壓,保護高壓熔絲、電壓互感器免遭損壞的最理想的自動保護裝置。它是當代電力電子技術(shù)和微電腦技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,具有消諧能力強、功能齊全、抗干擾性能好、可靠性高、運行時不改變一、二次接線,并且無需對裝置整定,使用方便。