变电站1 l OkV变压器铁芯多点接地故障分析及处理措施

　　摘要：铁心多点接地故障属于较常见故障。本文就结合一起变压器铁芯多点接地的处理过程，根据变压器油化试验和变压器高压预防性试验，介绍了一些变压器铁芯接地时的诊断和处理措施方法。
　　关键词：变电站，变压器，铁芯，多点接地，处理措施
　　前言
　　变压器铁心运行时只允许1点接地，当存在2点或2点以上接地时，就会在接地点间形成闭合回路，造成环流，发生铁心多点接地故障。该电流会引起变压器局部过热，导致油分解，产生可燃气体，还可能使接地片熔断或烧坏铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电，严重影响变压器的正常运行。
　　在电网运行中，变压器由于存在厂家设计制造不良，内部绝缘距离不够，油内有金属焊渣等情况，往往都会引起变压器发生铁芯多点接地故障，而且该故障也是实际运行中较为常见的故障，如何判断、分析和处理变压器多点接地故障在保证电网安全、稳定运行具有非常重要的意义。
　　1故障原因分析
　　变压器的铁心多点接地故障主要有以下几种原因引起：
　　（1）油箱内有异物，使硅钢片局部短路；
　　（2）铁心绝缘受潮或损伤，箱底沉积油泥及水分，造成绝缘电阻下降，夹件绝缘、垫铁绝缘、铁盒绝缘（纸板或木块）受潮或损坏，绝缘降低，导致高阻性接地；
　　（3）潜油泵轴承磨损，其金属粉末随油循环进入油箱，堆积在底部，变压器运行时在电磁力作用下形成桥路，使下铁轭与箱底接通形成多点接地；
　　（4）接地片因加工工艺和设计不良造成短路；
　　（5）设计施工不合理或运行维护差，如铁心碰壳、碰夹件，安装完毕后未将油箱顶盖上运输用的定位钉翻转过来或拆除，导致铁心与箱壳相碰，铁心夹件肢板碰触铁心柱，温度计座套过长与夹件或铁轭、心柱相碰，穿心螺栓钢座套过长与硅钢片短接等。
　　2变电站11OkV主变压器铁芯多点接地故障判断
　　表1变电站1号主变压器油分析统计表
　　
　　表1是变电站1号主变压器油化试验数据，我们从数据上可以看出1998～2005年5月以前，变压器运行正常，但2005年5月27日发现该变压器乙炔、总烃以及氢气都有超标的现象，通过三比值法分析为高于700％高温范围的热故障：2005年6月对该变压器进行高压试验，试验数至2005年8月对该主变压器进行吊罩检查发现为主变高压侧套管引线接头处有烧损痕迹，检查发现该引线接头处绝缘层完全烧损，对其进行处理后，再次进行变压器油化试验、高压试验确认其各项参数均正常。因此此次油化变化并非铁芯多点接地造成的而是引线绝缘破裂后放电产生高温而引起的。
　　表2是2005年8月对变压器引线处理后变压器油化试验跟踪情况，可以看出从上次对变压器进行处理后变压器油化试验趋于正常，直至2005年6月再次发现变压器油化试验有变化，但此次仅有总烃超标而乙炔与氢气并无变化，通过三比值法分析也为高于700oC高温范围的热故障，并发现在2005年6月～2005年11月期间除乙炔与氢气外各项参数均有增长的趋势。在检查到变压器油化超标后我们对该变压器进行了高压试验，试验项目包括吸收比、介质损耗因数、直流电阻以及铁芯接地电阻等，试验结果见下表4，所有试验项目均合格，在有去年该变压器出现过引线绝缘烧损放电的现象，而变压器铁芯绝缘电阻值合格，在这个情况下我们认为该变压器油化试验不合格并非是由于铁芯多点接地造成的，认为还是由于变压器套管引线绝缘破坏造成局部过热而引起的变压器油化超标。在此基础上我们对该变压器进行了吊套管检查引线连接情况，检验数据如表3。
　　表2变电站1号主变压器油分析统计表
　　
　　表3变电站1号主变压器2004年6月高压试验结果
　　
　　
　　通过分析确定该变压器高压试验合格。查结论为正常并无烧损痕迹，引线绝缘良好。在排除引线烧损情况后，由于冬季该变电站负荷较重需要马上恢复送电，在未找到原因的情况下送电前进行了部分高压试验，包括：直流电阻测量，铁芯绝缘电阻测量两个项目，测量直流电阻时试验结果正常，但测量铁芯绝缘电阻时发现绝缘电阻为零。至此可以确定引起此次礼乐站1号主变压器油化试验超标的原因是铁芯多点接地造成的，且该接地为悬浮接地，在部分情况下由于变压器震动等原因，使悬浮物与铁芯接触，形成磁通环流引起发热。而11月进行高压试验过程中该悬浮物处于与铁芯分离的状况，从而造成了我们的误判断。
　　3变电站11OkV主变压器铁芯多点接地故障处理
　　处理铁心多点接地故障的方法很多，在现场常用的方法有电容放电冲击法、大电流烧熔法、交流电弧法、交流高压法等。经过上述过程，反复试验、查找才确定该变压器油化超标是由于变压器铁芯多点接地造成的，现阶段我们要制订相应的办法来解决变压器铁芯多点接地的问题。
　　3，1对该变压器进行吊罩检查
　　通常在发现变压器有铁芯多点接地的情况后，一般都将该变压器停运，并组织相关人员将变压器进行吊罩检查，从而查找到接地点后将接地点处理开断，从根本上解决铁芯多点接地的问题。但目前已经进入冬季，用电负荷很重，为了保证变电站的正常供电该变压器在近期内不能停运检查。因此该方案不可行。
　　3．2将该变压器铁芯的正常接地点打开
　　此方法是利用变压器内部铁芯的接地点代替正常接地点，使该变压器的铁芯还是处于仅有一个接地点的情况，打开磁通回路解决铁芯发热的问题。但此方法针对变压器内部接地点为死接地点的情况适用，而该变压器的内部接地点为悬浮接地，在遇到某些震动时接地点可能又会打开，此时如果将变压器的正常接地点打开，将会引起更加严重的事故。因此该方案不可行。
　　3．3利用大电流冲击变压器铁芯
　　此方法是利用大电流通过时的高温将变压器内部的悬浮接地点烧结为死接地点，或大电流通过后高温直接将接地点烧断，从而达到变压器铁芯仅有一个接地点的目的。但此方法使用也需要将变压器停运，而且还有可能造成我们意想不到后果，甚至可能会损坏变压器。因此该方案也不可行。
　　3．4在变压器铁芯正常接地点处加装合适的电阻
　　此方法是利用电阻限制变压器铁芯磁通回路流过的电流，从而达到抑制变压器铁芯发热的目的。此方法不需要将变压器停电，虽不能彻底解决变压器铁芯多点接地的问题，但短时间运用可以抑制铁芯发热的情况，就目前情况来看，近期内不能停电，又需要缓解铁芯发热问题，选择此方法比较合适，因此我们决定采用此方案。
　　3．5处理过程
　　选择电阻：在变压器运行的情况下测量铁芯接地点与地之间的电压值(1486V)、电流值(13．59A)，为了减小电流值，该电阻选择应在2～18Q，之间，为此我们选择四只阻值为4．4Q(该电阻还具备一定的容量，单只电阻可通过电流为100A)的电阻通过串并联关系接入变压器铁芯接地点。阻值可变范围有：2-2Q、4-4Q、8．8Q、13-2Q、17．6Q。保护装置：为了保证当铁芯处高电压作用在电阻上时电阻不被烧坏，因此我们决定在所选电阻上并联保护装置(压敏电阻)，保护电压范围为400V。接入变压器铁芯接地处：首先利用短接线将电阻接入处上端与地相连，再将电阻接入。电阻接入后取掉短接线，选择不同的阻值，分别测量不同阻值下电流值。
　　接入电阻后电流值如下2_2Q4．5a、4．4Q：2．7a、8．8Q：1-5a、13-2Q：1．05a、17．6Q：0．75A当电阻值升高到17．6Q后电流值已限制在IA以下，满足变压器运行要求，我们认为该方法暂时处理变1号主变铁芯多点接地是可行的。4变电站110kV主变压器铁芯多点接地故障处理后效果检查通过对变电站110kV主变压器铁芯多点接地故障处理后，一直采取油化试验及铁芯接地电流测量两种方法，跟踪缺陷的变化情况。
　　通过对表4、5结果分析可以发现，变电站1号主变压器铁芯发热情况得到抑制，铁芯接地电流无增大现象，从变压器油化数据来看由于没有对变压器油进行处理，其内部还含有较多杂质气体，所以变压器油化结果还为总烃超标，但从数据来看整体无增长趋势。可以肯定利用变压器铁芯正常接地点加装电阻在一定程度上可以解决变压器铁芯多点接地的故障，但由于使用此方法并未从根本上解决铁芯多点接地的问题，因此此方法只能短时间使用，需要对变压器加强跟踪。另外从铁芯接地电流测量结果来看，接地电流值减小到IMA左右，通过经验估计该变压器内部悬浮接地点已经移动，使变压器铁芯与地的多点接地消除，但此情况只能是经验估计，具体情况还需要进一步验证。
　　表4变电站1号主变压器20O5年11月高压试验结果
　　
　　表5变电站1号主变压器变压器油分析统计表
　　
　　5结束语
　　在判断变压器是否发生铁芯多点接地情况时要仔细判断，不能误判、错判，这样不仅会造成无法找到事故的原因，还会带来一些不必要的工作，从此次故障的判断过程中我们可以总结出以下几点：
　　（1）发现铁心多点接地故障时，可采用气相色谱法和监视接地电流来跟踪监测。
　　（2）可以通过直流法和交流法来判断铁心故障点。
　　（3）由铁心毛刺或浮物引起的接地故障可采用大电流冲击的方式，但要注意电流的大小。此方法不需要对变压器进行吊罩，可缩短停电时间，提高供电可靠性。
　　（4）在主变压器安装和大修时，要注意对其内部的清理工作，特别是对铁心槽和各间隙处要用油或氮气来冲吹清理。

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