发表时间：2018-06-25T16:40:13.740Z 来源：《电力设备》2018年第4期 作者： 吴延明 张加岩 郭焕辉[导读] 摘要：本文介绍了220kV某变压器跳闸故障经过，保护装置动作、诊断性试验过程及返厂大修情况。 （国网山东省电力公司德州供电公司 山东德州 253000）
摘要：本文介绍了220kV某变压器跳闸故障经过，保护装置动作、诊断性试验过程及返厂大修情况。对低压侧近区短路导致变压器绝缘造成的危害进行了初步分析及讨论，并结合状态检修、运维提出了提高变压器抗短路能力的几点建议。 关键词：变压器；跳闸故障；诊断性试验；抗短路能力 1变压器基本知识
变压器常见故障及其分类。变压器运行中，存在“电、热和力三种破坏因素”，由此导致的故障分为电致故障、热致故障和力致故障三种类型。
状态检修（condition-based maintenance）是企业以安全、可靠性、环境及成本为基础，通过设备状态评价、风险评估及检修决策，达到运行安全可靠，检修成本合理的一种检修策略。
在线监测（On-line Monitoring）是在不停电情况下，对电力设备状况进行连续或周期性的自动监视检测。
带电检测（Energized Test）是一般采用便携式离线检测设备，在运行状态下，对设备状态量进行的现场检测，其检测方式为带电短时间内检测，也可实现长期连续的跟踪监测。
诊断性试验（Diagnostic Test)是巡检、在线监测及例行试验等发现设备状态不良，或经受了不良工况，或受家族性缺陷警示，或连续运行了较长时间，为进一步评估设备状态进行的试验。 2变压器跳闸故障案例 2.1案例基本情况
2016年8月19日17时27分15秒，220kV某变压器A套、B套保护差动、本体重瓦斯保护动作，变压器跳闸。故障前220kV系统并列运行，110kV及35kV系统分列运行。当天小雨转多云，东北风3～4级，气温23～29℃。
设备运行编号：220kV某变压器；型号：SFSZ10-180000/220；出厂日期：2006年05月01日。 2.2现场检查情况及分析结论
2016年8月19日17时38分，调控通知：“17时27分，220kV某变压器差动及本体重瓦斯保护动作跳闸。”随即运维、检修等相关专业开展故障抢修。
保护装置记录情况。“17时27分15秒，35kV#2XX线路过流I段保护动作，三相故障（电缆线路，重合闸不投），故障电流折算到一次值为A相15840A，B相16320A，C相12720A；17时27分15秒474毫秒，220kV某变压器A套、B套保护装置启动，143毫秒后，差动保护动作，差动电流二次值1.682A，折算到一次值269.12A。17时27分15秒647毫秒，变压器本体重瓦斯保护动作跳闸。
保护装置动作分析结论。初步分析表明，35kV#2XX线路过流I段保护装置、220kV某变压器A套、B套差动保护装置及本体重瓦斯保护装置动作正确，变压器内部可能发生故障。 2.3诊断性试验项目及结论
检修专业开展了变压器绕组直流电阻、绕组变形及油色谱分析等诊断性试验项目。变压器低压侧绕组直流电阻测试相间不平衡率1.16%，超标；频响法绕组变形测试。高压及中压绕组与出厂数据比对无明显异常，低压绕组，RLF<0.6，绕组存在严重变形；油色谱分析。实测数据中乙炔（194.144μL/L）及氢气（376.021μL/L）均大幅超标，变压器色谱实测结果显示内部异常。
综合变压器本体保护装置及诊断性试验数据分析，均表明设备内部存在放电故障，按照变压器评价检修规定，需执行A类检修策略。 2.4事故抢修方案
经与原厂家协商，由原厂家提供临时备用变，10天内完成现场安装，交接试验合格后送电；损坏变压器返厂维修，视解体检查情况进行工厂维修，60天内完成。 2.5制造厂解体情况 2.5.1绕组检查情况
低压绕组B相中部有放电击穿点，线饼发黑，油道垫块及楔型垫块损坏。故障点绝缘破损，有铜金属粉末。第41～43段有明显放电击穿，第9～10撑条间隔内，第41段第3根线烧断，第42段相对应区域，铜线有熔化点。第41、42两段内侧辐向失温变形严重，AC相绕组无异常；高中压绕组无异常，铁心、引线、分接开关及夹件等部件未见异常。 2.5.2原因分析
通过标准公式校核：低压侧耐受短路电流28.50kA>故障时最大短路电流16.32 kA，低压绕组安全系数2.02>2.0[1]，抗短路能力校验合格；低压绕组线饼局部发生向内坍塌，由于层间垫烘烤后不够紧实，第41～42段线饼相互攒动挤压，匝间绝缘破损，形成段间短路，巨大的短路电流使第41段内的第3根线烧断，对应42段也有烧熔点，匝绝缘受短路力作用也受到破坏。
厂内解体检查结论。制造过程中低压绕组压紧程度不够，线匝换位处绝缘薄弱，及内撑条过少是造成本次变压器近区短路导致跳闸故障的主要原因。
2.5.3变压器绕组厂内检修更换方案
根据GB1094.5—2008电力变压器要求，低压绕组采用自粘性换位导线，其它绕组采用半硬铜或自粘性换位导线；中压及低压绕组应内衬硬绝缘纸筒，合理增加辅助撑条；低压绕组硬纸筒与铁心间应采用撑条、硬纸板等撑圆撑实。
根据220kV电力变压器抗短路技术补充措施，结合本项目解体情况和原因分析，同时增加如下注意事项，低压绕组减少使用层间垫；多根并绕的连续式使用换位线，减少导线攒动，提高机械性能，关注导线屈服强度的要求，绕组采用屈服强度大于150MPa的半硬自粘换位线，内撑硬纸筒；更换所有绝缘件，采用整体大压板和压装垫块，提高压板机械强度，适度增大轴向压紧力；严格控制绕组高度，确保三相绕组高度一致。高、低压侧器身压紧应沿圆周方向均匀对称布置，保证绕组均匀受力。 2.5.4变压器大修后绕组结构型式选取及校核
（1）选取方案。
低压为半硬铜自粘性换位线：HQQN-0.6 1.9×7.8/21\"22.99×16.13/23.64×16.78，屈服强度180N/mm2；中压为半硬铜自粘性换位线：HQQN-0.95 1.8×8.5/19\"19.9×17.53/20.9×18.53，屈服强度180N/mm2。 （2）大修后辐向失稳校核
当变压器M-L运行，L短路时，失稳系数6.8，校验合格；当变压器H-M运行，M短路时，失稳系数3.9，校验合格。 （3）2016年11月30日制造厂完成220kV某变压器绕组厂内大修，出厂试验数据合格。 3提高变压器抗短路能力的几点建议措施 3.1认真对在运变压器的抗短路能力进行核查
结合电网运行方式和短路电流的变化重新进行变压器中低压侧抗短路能力核算[2]；对变压器历史承受短路电流次数大小进行统计与分析，评估变压器绕组的状况并考虑返厂大修，返厂前，应避免或减少短路电流的冲击；开展变压器绕组变形普查；建立、完善变压器绕组变形和低电压短路阻抗数据档案，积累详实数据。 3.2加强设备的状态检修管理及反措落实
定期开展断路器开断容量校核，防止断路器因开断容量不足爆炸；加强变压器、断路器、母线支持绝缘子等外绝缘防污闪管理工作；变压器各侧高压电缆须使用单芯电缆；低压侧母线桥绝缘化；低阻抗变压器低压侧出口处可考虑加装限流电抗器；低压侧高压开关柜电气部分及馈出线路应绝缘化；加强变压器绕组及引线绝缘管理；防止分接开关引线绝缘事故[3]。 3.3加强设备的运行管理及新检测技术应用
加强变压器巡视；变压器采取分列运行方式，降低变压器短路电流危害性，加强抗短路能力不足、运行年限超过20年及遭受短路电流电冲击变压器的带电测试；利用现有网络技术，开展变压器在线状态远程诊断，实时监控变压器运行状态。目前变压器远程诊断技术包括：变压器在线油色谱远程监控系统、IES-700调度自动化系统及WAVEEX等系统或软件实施监控抗短路能力不足变压器实施全面在线状态检测。
3.4完善变压器的保护配置
采取微机化、双重化保护配置，提高变压器保护装置可靠性、灵敏性和速动性，加强年检、定值及压板的管理工作，确保变压器发生近区出口短路时，可靠、快速切除故障，减小出口短路对变压器的冲击和损害。 参考文献
[1]DL/T 911-2016电力变压器绕组变形的频率响应分析法[S].中国电力出版社,2016. [2]GB1094.5—2008电力变压器第五部分：承受短路的能力[S].中国标准出版社,2008.
[3]国家电网公司运维检修部.国家电网公司十八项电网重大反事故措施[M].中国电力出版社,2012.
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