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      如何防止變壓器出口短路

      2011-02-17 03:59:51李圣君遼寧省電力有限公司葫蘆島供電公司
      中國科技信息 2011年2期
      關鍵詞:過電壓繞組短路

      李圣君 遼寧省電力有限公司葫蘆島供電公司

      如何防止變壓器出口短路

      李圣君 遼寧省電力有限公司葫蘆島供電公司

      電力變壓器是電力網的核心設備之一,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,由于設計制造技術、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2007年8月6日220KV 某變電站,66KV線路因樹木過高造成線路間歇接地,引起66KV母線過電壓,過電壓擊穿了變壓器的出口開關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,結果造成220KV主變壓器一臺損壞、一臺嚴重受損的事故。

      再如2008年5月13日220KV YP變電站,66KV線路因釣魚甩線造成線路瞬間接地,引起66KV母線過電壓,過電壓擊穿了母線支柱瓷瓶,66KV出口開關因繼電保護接線松動而拒動,經約2秒鐘后,變壓器后備保護才將變壓器切除,結果造成變壓器66KV線圈嚴重變形。

      一、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、66kV的電力變壓器,低壓側遭受短路沖擊后,常規(guī)試驗設有發(fā)現異?,F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,低壓側短路后,用常規(guī)試驗方法沒有發(fā)現問題,投入運行后6個月,突然發(fā)生損壞事故。

      3、累積效應,運行經驗表明,運行變壓器一旦發(fā)生繞組變形,將導致累積效應,出現惡性循環(huán)。例如,某臺31.5MVA、66kV的電力變壓器,在運行的5年中,10kV側曾遭受多次沖擊,經吊罩檢查發(fā)現其內部繞組已存在嚴重變形現象。若不是及時發(fā)現繞組變形;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、66kV電力變壓器發(fā)生短路后速斷保護跳開三側斷路器,經預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 66kV繞組已整體變形,包括10kV繞組多處有露銅,導線有燒融現象。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;也可能導致絕緣擊穿事故。

      二、防止變壓器出口短路的技術措施

      1.變壓器的中低壓側加裝絕緣熱縮套。對變壓器的中、低壓側電壓等級是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柜的母線,包括開關室內高壓開關柜底部母排,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和微電腦技術相結合的產物,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。

      3.對變壓器中低壓側的支柱瓷瓶,包括高壓開關柜可更換爬距較大的防污瓷瓶,或者涂刷常溫固化硅橡膠防污閃涂料(RTV),防止絕緣擊穿造成的變壓器出口短路。

      4.將變壓器中低壓側的開關更換為開斷容量更大的開關,防止因開斷容量不足引起開關爆炸造成的變壓器出口短路。

      5.對變壓器、母線及線路避雷器要全部更換為性能良好的氧化鋅避雷器,提高設備的過電壓水平。

      6.不斷完善變壓器的保護配置。變壓器的繼電保護盡量采取微機化,雙重化,盡可能安裝母線差動保護,失靈保護,提高保護動作的可靠性,靈敏性和速動性。變壓器的中低壓側應配置限時速斷保護,動作時間應<0.5秒。確保在變壓器發(fā)生出口短路時,可靠、快速切除故障,減小出口短路對變壓器的沖擊和損害。

      7.對進線為雙電源備用電源自投的110KV變電站,要采取措施防止備用電源自投對故障變壓器的再次沖擊。

      三、防止變壓器出口短路的管理措施

      1.加強變壓器保護的年檢以及繼電保護的定值、保護壓板的管理工作,確保其動作的正確性,杜絕故障時因保護拒動對變壓器造成的損害。

      2.科學合理的計算保護定值,消除保護“死區(qū)”,快速切除流過變壓器的故障電流。例如,對于變壓器的過流保護(后備保護),應該縮短動作時間,在滿足與下一級保護配合的選擇性條件下,越短越好,最長也不應該大于2s,以減小過電流對變壓器的沖擊。對于終端變電所,電源測線路保護定值可延伸到終端變的變壓器內部,以增加保護動作的可靠性。

      3.對抗外部短路強度較差的變壓器或者受過出口短路沖擊發(fā)生變形的變壓器,對于系統(tǒng)短路跳閘后的自動重合或強行投運,應看到其不利的因素。因此,應根據短路故障是否能瞬時自動消除的概率,對近區(qū)架空線(如2km以內)或電纜線路取消使用自動重合閘,或適當延長合閘間隔時間以減少因重合閘不成而帶來的危害,并且盡量對短路跳閘的變壓器進行試驗檢查。否則有時會加劇變壓器的損壞程度,甚至失去重新修復的可能。

      4.加強對線路的巡視,發(fā)現長高的樹木等及時砍伐,防止線路接地造成的變壓器出口短路或者引起的過電壓。

      5.加強電纜構封堵,嚴防小動物進入開關室,避免小動物引起的單相接地造成變壓器的出口短路,也避免其引起的過電壓對變壓器的損害。

      6.加強技術監(jiān)督工作,嚴禁設備超周期運行,對室內母線及瓷瓶定期清掃,及時進行耐壓試驗,確保設備絕緣良好。

      7.加強對變壓器出口處避雷器的預試和運行維護,確保其對因雷擊等產生的過電壓的吸收,防止避雷器損壞造成的變壓器出口短路。

      8.加強變電設備的運行管理,及時發(fā)現設備缺陷,保證變壓器的正常運行。

      9.對新投運的變壓器和未作過變形測試的變壓器全部做一次變形測試,保留測試數據,這樣,在變壓器遭受出口短路沖擊后,可以此作為基礎數據判斷變壓器變形程度,認定變壓器能否繼續(xù)運行。對未發(fā)生明顯繞組變形的變壓器,及時投入運行,不僅節(jié)省了大量的人力、物力和財力,還大大縮短了檢修周期。

      10.每年安排2次以上的設備紅外線普測,積極開展避雷器在線監(jiān)測、絕緣在線監(jiān)測、高壓開關SF6氣體在線監(jiān)測等項目,及時掌握設備運行狀況。

      11.加強電網規(guī)劃、建設的科學管理,合理安排運行方式,限制短路電流,減小出口短路對變壓器造成的損害。

      10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.049

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