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信平电子变压器:变压器短路故障现象、变压器短路故障的排查方法

2018-09-06 10:32:30 德州信平电子有限公司 阅读

1 故障现象

故障后现象为:变压器主保护动作、本体非电量保护动作,当故障非常严重时可大量喷油并起火燃烧。

通常分为外部故障和内部故障。外部短路故障类型有:绝缘套管闪络或破碎而发生的接地、变压器中低压桩头至其相应的开关柜间的母线或电缆相间、相地间发生弧光短路、对应的开关柜母线及其出线至变压器100M范围内的短路。故障后现象为:套管、避雷器、互感器、过电压吸收器、开关、母线支柱绝缘子、架空线路绝缘子炸裂;电缆及电缆头起火;母线间有小动物或导电异物桥接,母线或带电体上有放弧痕迹等。内部短路其主要类型有:各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。

2 危害辨识

2.1 工艺设备危害辨识

故障造成电压波动或供电中断,使生产系统减量或停车,设备停运。特别是变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组,严重时可能要更换全部绕组,从而造成十分严重的后果和损失,因此,尤应要引起足够的重视。

2.2 人身危害辨识

2.2.1 变压器喷油、爆炸燃烧可能造成烧伤;

2.2.2 瓷绝缘子炸裂时四处飞溅可能造成击伤;

2.2.3 母线短路时产生的弧光可能造成肢体或眼睛灼伤;

2.2.4 发生短路时引起周围发生火灾,造成烧伤或窒息;

2.2.5 短路时产生的电动力引起物件掉落造成砸伤。

3 故障分析及定位

3.1 工作原理

3.1.1 短路电流引起绝缘过热故障原理

变压器突发短路时,其高、低压绕组可能同时通过为额定值数十倍的短路电流,它将产生很大的热量,使变压器严重发热。当变压器承受短路电流的能力不够,热稳定性差,会使变压器绝缘材料严重受损,而形成变压器击穿及损毁事故。

变压器的出口短路主要包括:三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路等几种类型。对220kV三绕组变压器而言,高压对中、低压的短路阻抗一般在10%一30%之间,中压对低压的短路阻抗一般在10%以下,因此变压器发生短路故障时,强大的短路电流致使变压器绝缘材料受热损坏。

3.1.2 短路电动力引起绕组变形故障原理

变压器绕组在出口短路时,将承受很大的轴向和辐向电动力。轴向电动力使绕组向中间压缩,这种由电动力产生的机械应力,可能影响绕组匝间绝缘,对绕组的匝间绝缘造成损伤;而辐向电动力使绕组向外扩张,可能失去稳定性,造成相间绝缘损坏。电动力过大,严重时可能造成绕组扭曲变形或导线断裂。

3.2 故障分析及定位

3.2.1 分析继电保护装置动作情况,判断故障的类型和大致故障区域:

a、内部故障:差动保护动作、轻重瓦斯动作、压力释放阀动作或油流继电器动作;

b、出口故障:差动保护动作;

c、近区故障:后备保护动作。

3.2.2 外观检查,根据继电保护动作情况,按大致故障分析现场察看定位:

a、内部故障:变压器瓦斯内有气体,量较多且颜色不纯或变压器喷油。

b、出口故障:变压器桩头至相应进线柜间套管、避雷器、支柱绝缘子闪络或炸裂,电缆冒烟或起火;

c、近区故障:进线柜后开关柜爆炸,套管、避雷器、支柱绝缘子、线路绝缘子闪络或炸裂,电缆冒烟或起火。

3.3 解决思路

3.3.1 优化选型要求。选型应选用能顺利通过短路试验的变压器并合理确定变压器的容量,合理选择变压器的短路阻抗。

3.3.2 优化运行条件。对变压器出线桩头要采取防护措施,要在变压器周围设置护栏或护网;要提高电力线路的绝缘水平,特别是提高变压器出线一定距离的绝缘水平,同时提高线路安全走廊和安全距离要求的标准,降低近区故障影响和危害,包括重视电缆的安装检修质量(因电缆头爆炸大多相当于母线短路);对重要变电站的中、低压母线,考虑全封闭,以防小动物侵害;提高对开关质量的要求,防止发生拒分等。

3.3.3 优化运行方式。确定运行方式要核算短路电流,并限制短路电流的危害。如采取装备用电源自投装置后开环运行,以减少短路时的电流和简化保护配置;对故障率高的非重要出线,可考虑退出重合闸保护;提高速切保护性能,压缩保护时间;220kV及以上电压等级的变压器尽量不直接带l0kV等级的电力负荷等。

3.3.4 提高运行管理水平。首先要防止误操作造成的短路冲击;要加强变压器的适时监测和检修,及时发现变压器的变形强度,保证变压器的安全运行,其次要强化积淀保护的管理和校验,防止保护定值不当和保护拒动。

信平电子变压器:变压器短路故障现象、变压器短路故障的排查方法


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