變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)解決多點接地故障
變壓器的繞組和鐵芯是傳遞、變換電磁能量的主要部件,保證它們的安全是變壓器可靠運行的關鍵。統(tǒng)計資料表明因鐵芯問題造成故障,占變壓器總事故中的第三位。正常運行時,變壓器鐵芯需要有一點接地,避免鐵芯因懸浮電位放電,其鐵芯接地電流很小,約為幾毫安到幾十毫安,當變壓器發(fā)生鐵芯多點接地故障時,會產(chǎn)生渦流,其鐵芯接地電流將增大到幾安培甚至幾十安培,從而會導致局部鐵芯過熱,引起鐵芯局部過熱導致絕緣油分解,還可能使接地片熔斷或燒壞鐵芯,導致鐵芯電位懸浮,產(chǎn)生放電,造成輕瓦斯動作甚至重瓦斯動作跳閘,甚至損壞變壓器,造成主變重大事故。通過測量變壓器鐵芯接地電流可直接反映出變壓器的故障狀態(tài)——是否存在鐵芯多點接地。我國在《電力設備預防性試驗規(guī)程》(Q/CSG10007-2004)中5.1“油浸式電力變壓器”關于“鐵芯及夾件絕緣電阻”的要求:“運行中鐵芯接地電流一般不應大于0.1A”。因此,準確、及時地診斷與處理變壓器鐵芯多點接地故障,對保證變壓器的安全運行具有重要意義。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201013.htm一、變壓器鐵芯正確接地方式
在變壓器正常運行中,帶電的繞組及引線與油箱間構成的電場為不均勻電場,鐵芯和其他金屬構件就處于該電場中。高壓繞組與低壓繞組之間、低壓繞組與鐵芯之間、鐵芯與大地(變壓器油箱)之間都存在著寄生電容,帶電繞組將過寄生電容的耦合作用使鐵芯對地產(chǎn)生一定的電位,通常稱為懸浮電位。由于鐵芯及其他金屬構件所處的位置不同,具有懸浮電位也不同,當兩點之間的電位差達到能夠擊穿其間的絕緣時,便產(chǎn)生火花放電。這種放電是斷續(xù)的,放電兩點電位相同,但放電立刻停止,然后再產(chǎn)生電位差,再放電。。。斷續(xù)放電的結果使變壓器油分解,長期下去,逐漸使變壓器固體絕緣損壞,導致事故發(fā)生,顯然是不允許的。為避免上述情況發(fā)生,國標規(guī)定,變壓器鐵芯和較大金屬零件均應通過油箱可靠接地,20000KVA及以上的變壓器,其鐵芯應通過套管從油箱上部引出并可靠接地。具體做法是將變壓器鐵芯與變電站的主網(wǎng)系統(tǒng)可靠連接。這樣鐵芯與大地之間的電容被短接,使鐵芯處于零電位,這時在地線中流過的只是帶電繞組對鐵芯的寄生電容電流。對三相變壓器來說,由于三相結構基本對稱,三相電壓對稱,所以三相繞組對鐵芯的電容電流之和幾乎等于零。
目前,廣泛采用鐵芯硅鋼片間放一銅片的方法接地。盡管每片之間有絕緣膜,仍然認為是整個鐵芯接地。從鐵芯兩端片可測得其電阻值,此電阻一般很小,僅為幾歐到幾十歐,在高壓電場中可視為通路,因而鐵芯只需一點接地。
二、通常變壓器為了確保鐵芯一點接地,其鐵芯的接地方式有四種:
1、 當上下夾件有拉桿或拉板且不絕緣時,接地銅片連接到上夾件上,再由上夾件吊芯螺桿接地
2、 上下夾件不絕緣時,接地銅片從下夾件經(jīng)地腳螺絲接地
3、 當上下夾件間絕緣時,在上下鐵軛的對稱位置上各插一接地銅片連接夾件,由上夾件經(jīng)鐵芯至下夾件再接地,要求接地片位置對稱的目的是為了避免鐵芯兩點接地
4、 當采用接地套管時,鐵芯經(jīng)接地片至上夾件與接地套管連接接地
三、 鐵芯故障的類型有以下幾種
1、鐵芯碰殼、碰夾件。
2、穿芯螺栓鋼座套過長與硅鋼片短接
3、油箱內(nèi)有金屬異物,使硅鋼片局部短路
4、鐵芯絕緣受汗腺或損壞,箱底沉積油泥及水分,絕緣電阻下降,夾件絕緣受潮或損壞等,導致鐵芯多點接地
5、潛油泵軸承磨損,金屬粉沫進入油箱中堆積底部,在電磁引力作用下形成橋路,使下鐵軛與墊腳或箱底接通,造成多點接地
6、運行維護差,到期不檢修或大修
7、接地片因加工工藝和設計不良造成短路。
8、由于附件引起的多點接地。
9、 由遺落在主變內(nèi)的金屬異物和鐵芯工藝不良產(chǎn)生毛刺,鐵銹與焊渣等因素引起接地。
四、 鐵芯產(chǎn)生多點接地時的幾種處理方法
1、對于鐵心有外引接地線的,可在鐵心接地回路上串接電阻,以限制鐵心接地電流,此方法只能作為應急措施采用。
2、由于金屬異物造成的鐵心接地故障,一般情況下進行吊罩檢查,都可以發(fā)現(xiàn)問題。
3、對于由鐵心毛刺,金屬粉末堆積引起的接地故障,用以下方法處理效果較明顯。
(1) 電容放電沖擊法;
(2) 交流電弧法;
(3) 大電流沖擊法,即采用電焊機。
五、 如避免變壓器由于鐵芯多點接地而造成的損失
一般在出現(xiàn)變壓器鐵芯多點接地時會出現(xiàn)兩種異常情況
1、變壓器中溶解氣體發(fā)生變化
在變壓器中溶解氣體在眾多發(fā)生鐵芯多點接地故障時色譜分析結果表明通常有以下特點:
(1) 總烴含量高,往往超過150ppm,其組成氣體含量的排列依C2H4-CH4-C2H6-C2H2順序遞減規(guī)律
(2) C2H4是鐵芯多點接地故障的主要特征氣體。如果我們將烴類各組成含量與總烴的比率計算出來,加以統(tǒng)計,得到明顯 C2H4比率最高。
(3) 總烴產(chǎn)生速率往往超過規(guī)程注意值,其中乙烯的產(chǎn)生速率呈急劇上升趨勢。
(4) 用IEC三比值法時,其特征氣體的比值編碼一般為0、2、2
(5) 估算的故障點溫度一般高于700度,低于1000度
2、變壓器鐵芯接地電流發(fā)生變化
國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準Q/GDW534-2010 《變電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)技術導則》中規(guī)定
要使用變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)可以實時在線監(jiān)測變壓器鐵芯接地電流的大小是否超過《電力設備預防性試驗規(guī)程》 DLT/596-1996中規(guī)定運行中的變壓器鐵芯接地電流不大于0.1A,如果鐵芯多點接地,環(huán)流很大時,則流經(jīng)鐵芯接地線的電流會明顯增大,有的可達幾安甚至幾十安電流。例如2012年3月某某供電局使用了珠海市集森電器有限公司的JTX型變壓器鐵芯接地電流在線監(jiān)測系統(tǒng)。于2012年7月18日下午3:23分 在線監(jiān)測到500KV主變壓器A相鐵芯接地電流達到15.3A,通過有效的排查,發(fā)現(xiàn)由于金屬異物造成的鐵心接地故障。并有效的解除了變壓器存在的隱患。
六、結 論
! p5 Q5 @0 t( h3 S( A. M) 1、發(fā)現(xiàn)鐵芯多點接地故障時,可采用氣相色譜法和監(jiān)視接地電流來跟蹤監(jiān)測。
2、可以通過直流法和交流法來判斷鐵芯故障點。
3、 由鐵芯毛刺或浮物引起的接地故障可采用電容放電的方式,但要注意電壓的大小, 此方法不需要對變壓器進行吊罩,可減少停電時間,提高供電可靠性。|
4、 在主變安裝和大修時,要注意對主變內(nèi)部的清理工作,特別對鐵芯槽和各間隙處要 用油或氮氣來沖吹。
參考文獻:
1、孫波濤 郭忠田 馬超 變壓器鐵芯多點接地故障分析判斷及處理 2001,6:21-22
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3、沈陽變壓器研究所編 變壓器鐵芯制造 北京,機械工業(yè)出版社
4、保定天威保變電氣股份有限公司組編 電力變壓器手冊 北京,機械工業(yè)出版社
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