基于220kＶ主变压器跳闸故障原因及措施探讨

基于220kＶ主变压器跳闸故障原因及措施探讨

徐伟青

广东电网有限责任公司韶关供电局广东韶关512026

摘要：文章通过220kＶ变电站主变压器发生的跳闸故障分析，并对故障原因分析，提出了处理措施。

关键词：220kＶ；主变压器；故障；跳闸；措施

引言

变压器是电力系统中举足轻重的设备，其能否稳定运行对电力系统安全至关重要。对于变压器跳闸事件，必须去认真分析。在此基础上，介绍了一起某220kV变电站主变压器跳闸事件，描述了故障设备的具体运行情况，跳闸的整个过程以及所造成的损失。在现场实地检查的基础上，从直接以及间接方面分析了造成此次事件发生的原因。指出了事件所暴露的问题，并且提出整改措施，对于南方电网相似设备的运维具有重要参考意义。

1故障概况

某220kＶ变电站355号开关柜内出线电缆头起火，Ｗ相电缆主绝缘击穿，三相电缆均有电弧烧伤痕迹，灭火后检查355保护装置显示：355距离I段动作，距离II段后加速动作，355号开关跳闸。同时，3号主变压器差动保护和重瓦斯动作出口跳开三侧开关。主变压器差动、轻重瓦斯、后备保护启动，差动保护和重瓦斯均出口。经试验，3号主变压器本体油中含有乙炔94.1ｐｐm，低压侧绕组有变形，低压侧绕组直流电阻互差超标。

2故障判断

2.1故障过程分析

第1阶段：355线路发生Ｖ相单相接地，42.2S后，353线路末端用户避雷器发生爆炸，造成UＶ两相短路转三相短路故障，353线路距离II段保护动作跳闸，故障持续370mS。此时单相接地故障未消失，U、Ｗ相对地仍承受着线电压。

第2阶段：355开关柜内Ｗ相电缆头对地击穿，与站外Ｖ相接地点形成Ｖ、Ｗ两相异地短路，9mS后发展为三相短路，25mS时355距离I段动作出口，95mS时3主变压器差动保护启动，98mS时355开关切除故障电流，138mS时主变压器差动出口，153mS时差动跳开3号主变压器三侧开关。

第3阶段：355开关重合闸成功，2.2S后35kＶ母联302自投成功，355电缆头处故障电流再次出现，355保护再次动作跳开开关。

2.2油色谱分析

通过油色谱分析可以判断变压器内部是否存在过热性故障（导电回路、铁芯多点接地引起过热等）严重的局部放电、电弧放电故障等，它是一个综合性判断变压器运行状态的重要手段之一。

表1为该主变压器的油色谱分析，可以发现乙炔数值异常，说明该主变压器的变压器油发生了质量变化，已经发生过热性故障。

3返厂解体检查

返厂解体表明：2号变压器U、Ｗ相低压侧绕组已发生轴向失稳，其中U相低压侧绕组6处匝间短路、Ｗ相低压侧绕组8处匝间短路，位置主要集中在绕组饼间换位的“S”弯处；自粘换位导线出现散股、断股和翻转现象；低压侧绕组中部局部区域存在辐向失稳，部分撑条被压断裂，内撑硬纸筒多处凹陷破裂。高压、中压侧绕组未见明显异常；Ｖ相低压侧绕组基本完好，但部分“S”弯处楔形垫块松动。

4故障原因分析及故障处理

主变压器内部发生了高能量电弧放电，低压侧绕组直流电阻互差超标，说明低压侧绕组有匝间短路；低压侧绕组有变形，低压侧绕组对地电容量增大，说明变形方向为向铁心凹陷；中压绕组可能有变形。

4.1主变压器抗短路能力差

该主变压器于投运之初，至故障发生前从未经受过短路冲击。在第一次经受短路冲击时便发生了绕组变形及匝间短路，而且短路电流及其持续时间（17.2kＡ/95mS）远小于技术协议中的规定值（63kＡ/3S）。

ａ.此变压器厂家在设计、制造及工艺等各方面存在不足之处，没能进一步提高变压器制造质量。该变压器2007年生产，按照当时抗短路能力校核方法，满足要求。b.分析认为，和2号变压器低压侧绕组饼间换位“S”弯处存在缺陷，楔形垫块长度较短，在短路冲击情况下易发生脱落、移位、分层等现象，影响对“S”弯的有效支撑。c.限于当时工艺条件，和2号变压器在器身装配时绕组未采取整体套装工艺，存在轴向压紧力不均匀情况。

4.2线路出站电缆及电缆头存在质量问题

355号线路于投运之初至故障发生时该线路仅运行了2d。电缆在正常运行中对地击穿；柜内Ｗ相电缆头仅承受了70min（国Ｗ相许单相接地运行2H）的线电压作用即对地击穿，最终诱发了主变内部故障。这说明355号线路出站电缆及电缆头在制造或现场安装方面存在严重质量问题。

4.3故障处理

故障发生后，分析认为该主变压器已无法继续运行。因主变压器返厂修复较长，故利用周边在建变电站主变压器恢复运行，待故障主变修复后再运回，保障了变电站的正常运行。

5结束语

变压器是电力系统中非常重要的一部分，承担着电力运输的功能，因此要及时的分析出变压器跳闸故障的原因所在，及时做出处理，提高电力系统的稳定性。

参考文献

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