变压器S7-1600/35配电线路故障分析|配电室变压器故障

　　摘 要：介绍在35kV配电系统中，有一相架空线的过渡接头烧断产生过电压分析过程，以及采取相关措施。　　关键词：变压器；电弧；谐振；过电压　　我厂使用2台由XX厂制造的S7-1600/35的变压器，该变压器运行6年多，运行状况一直很好。在2010年5月21日的上午10点钟，两台变压器的输出端电压突然不稳定，三相电压不平衡，低压柜的负荷开关缺相跳阐，高压室中的35kV穿墙瓷套管和绝缘瓷瓶对地跳火，变压器发出“咔咔”不正常的声音。这时我们马上断开高压开关柜的负荷开关和隔离开关，并对配电系统进行以下项目的检查：
　　（1）检查变压器中的气体继电器是否有动作、是否有气体产生；
　　（2）检查变压器外观、油温度；
　　（3）测量变压器绕组的直流电阻及绝缘电阻，见表1；
　　（4）检查高压柜保险管；
　　（5）检查高压室及低压室的线路：
　　（7）检查高压避雷器、低压避雷器；
　　7．对35 kV的穿墙瓷套管和绝缘瓷瓶的外观及绝缘电阻检查；
　　检查结果：
　　（1）气体继电器没有动作，并没有气体产生；
　　（2）变压器外观无异常，变压器油温55℃；
　　（3）现场测量绕组电阻数据根据公式（1）折算到出厂时的绕组30℃参考温度，并与出厂试验数据进行比较：高压绕组线电阻、低压绕组相电阻与出厂试验数据相差小（相差原因——变压器绕组的温度不稳定即绕组平均温度不是55℃，以及仪表存在误差），“线”和“相”的直流电阻不平衡率跟出厂试验数据不平衡率几乎相同，绕组的绝缘电阻与出厂试验数据相差不大，同时变压器进线高压柜的负荷开关没有过流跳阐，从中可以判断2台变压器无故障；
　　（1）
　　式中： ——换算到参考30℃时电阻值Ω；
　　——测量时变压器绕组温度t时热态电阻值Ω；
　　t——变压器的绕组的温热态度℃。
　　4.4～7检查项目也没有发现异常现象。
　　根据以上检查项目，变压器及配电系统没有问题，这时我们决定重新送电，当合上35kV的输入隔离开关时，发现B相没有产生合阐电弧，而A相、B相有电弧，这时我怀疑B相架空线路已断线，后来派出人员沿35kV架空线路检查，发现在变电站的输出端的5号杆上的过渡接头已烧断。
　　我们办理停电手续，做好各项安全措施，把该接头重新接牢，然后送电，变压器运行声音正常、35kV的穿墙瓷套管和绝缘瓷瓶再也没有发生跳火现象、三相电压稳定。
　　产生原因分析：
　　接头在线路施工时没有处理好，接触电阻“R”较大，并长期按“ ”功率发热，使铝导线加速氧化，经过长期发热最终而烧断。当接头烧断时，通过断口的电弧充放电，使线路的电容和电感与变压器的电容和电感产生一个振荡线路。为了便于分析，把三相供电系统简化为单相线路如图１。
　　图1中：E——变电站的主变电源；
　　K——B相过渡接头断开时产生电弧处；
　　L1——35 kV架空线路的电感（因架空线路短，该电感量小，在分析过过程中可以不考虑）；
　　C——各相线路对地、线与线之间、变压器的合成电容；
　　L2——变压器绕组的电感；
　　R——变压器绕组的电阻。
　　在K断开前，电容有工频电容电流流过，它领先于工频电源电压90°。当K断开时，断口间的电弧将在工频电流过零点时才熄灭，这时电容的电压恰为最大值（+Um）。在电弧熄灭后，C、L2及R构成高频谐振线路，谐振频率由L2、C、R的大小性质所决定，电容上的电压从+Um往?-Um变化。但电源电压仍继续按正弦曲线变化规律从+Um往?-Um变化，当电容上的电压为+Um，而电源电压达到?-Um时，接头断口之间承受电压为2Um。这时断口处空气击穿，使电弧重燃，C、L2及R高频谐振电路获得新的能量，电容的电压升高（大于Um）。因此利用同样的物理原理，在断口处的经过多次电弧重燃，使C、L2及R高频谐振电路获得更大的能量，C、L2及R高频谐振电路会产生2至3.5倍Um（Um =49.5kV）电压，即是过电压。当线路对地形成高电压时，线路就会通过穿墙瓷套管及绝缘瓷瓶的表面对地放电，即穿墙瓷套管及绝缘瓷瓶对地产生跳火（闪络）现象。当C、L2及R产生高频谐振，电路中的高次谐波份量急增，使变压器的铁心发出“咔咔”不正常的声音。
　　在高压线路中的接头一定要接牢、并关要接触好，以防止线路接触不良而引起弧光放电，使线路产生过电压，危害供电系统的安全。同时要经常检查避雷器性能，确保避雷器在操作过电压和外部过电压时起保护作用。
　　参考文献
　　刘介才编《工厂供电》，机械工业出版社，1992

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