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Z接线站用变压器宜加强纵绝缘检测

信息来源:jueyuan.biz  时间:2019-08-10  浏览次数:6

通过分析发生的几起电气设备事故和Z接线变压器、树脂浇注变压器的结构特点,指出干式变压器由于制造工艺不佳可能造成运行过程中局部放电,由于散热不好等原因,造成绝缘开裂损坏,引起匝间短路。例行试验时,基本上都以外施交流耐压来检验变压器的绝缘强度,纵绝缘即使已经发生损坏也检验不出。通过感应耐压试验、局部放电试验,可以及时发现干式变压器的绝缘隐患

变电站站用电系统是提供变电站继电保护、照明和操作用的电源系统,在强调主设备安全性的今天,不能忽视了站用变的安全运行。Z(或称曲折型)接线的干式变压器在站用电系统中大量采用,带来了很多好处,但也不能认为先进的产品可以忽视例行的检验工作,特别是针对这类产品的特点,要加强其中的试验项目的检测工作。本文认为干式变压器的纵绝缘检测工作宜在例行试验中得到加强。

1 站用变损坏事故简介

1.1. 共发生5起匝间绝缘烧毁事故

3次事故发生于鑫城变电站。110kV鑫城变电站10 kV系统为双母线并列运行,1#、2#站用变分别接入两段母线,10kV仅有鑫行线一条线路与用户相连。两台站用变均为树脂型变压器,采用Z接线,中性点悬空,未配消弧线圈运行。2#站用变在2006年12月10日和2008年2月6日烧毁两次。1#站用变2009年5月6日烧毁一次。3次事故发生前的长时间内,10kV系统运行正常,无异常波动。2次事故发生于点军变电站。220kV点军变电站35kV系统为双母线并列运行,1#、2#站用变分别接入两段母线,35kV仅有点桥线一条线路与桥边变电站相连。1#站用变投运,2#站用变热备用,事故时通过备自投系统投入。两台站用变均为树脂型变压器,采用Z接线,中性点悬空,未配消弧线圈运行。8月16日,宜昌周边雷雨天气,受220kV系统扰动影响,35kV系统出现了过电压,1#站用变高压侧出现匝间短路现象,站用变高压侧负序过流I段动作跳闸。从跳闸前的录波图上看,A相对地最高电压约30kV。 2#站用变备自投动作,站用电恢复,正常运行到2009年8月17日 17点,2#站用变A相匝间短路。

1.2. 几次事故共同特点

变压器损坏后,烧损绕组对地绝缘依然能耐受规定的外施交流电压。能耐受的感应耐压不及工作电压的0.1倍;使用的都是环氧树脂浇注Z接线变压器;中性点都未接消弧线圈,悬空运行;母线上所接线路只有一条,系统对地电容小。在没有发生很强的过电压;站用变室不通风。

2 Z接线变压器特点

图1 Z接线变压器的接线原理、相量图2.1优点:零序阻抗小,利于中性点消弧线圈补偿。Z接线变压器,将每一相绕组分成两半,将一相绕组的上一半和另一相绕组的下一半反接串联,组成新的一相,再将下半个绕组上部相连引出作为中性点。零序电压在每个铁芯柱上产生的激磁磁势,由于上半绕组和下半绕组极性相反,正好抵消。2.2缺点:从相量图看出,正常运行时,半个绕组承受的不是0.5倍相电压,而是1/√3倍相电压。同样材料下,容量只有普通接线变压器的0.877倍[1];系统电压波动,出现零序电压时,半个绕组的电势与1/2零序电势叠加,导致匝间耐受比普通接线变压器更高的电压,因此Z接线变压器纵绝缘对材料要求更高。

3 环氧树脂浇注变压器特点

3.1

优点:难燃、阻燃、绝缘性能好

3.2

缺点:浇注过程工艺控制要求非常高,为便于散热,绕组做成薄绝缘结构,浇注不当,特别是期间真空度控制不当(过高、过低都造成危害),就会在运行过程中造成局部开裂,形成气隙,造成局部放电。

4 站用变损坏事故的根本原因

上述的5次事故经分析查找,都来自变压器的纵绝缘弱点,由于生产过程中,浇注期间真空度未控制好,变压器运行后,局部匝间绝缘很快破坏,中长期局部放电,运行过程中或系统扰动过程中,匝间短路烧毁。

5 预防措施

5.1

交接试验时,有条件的单位,宜进行局部放电检测,局部放电试验采用感应耐压,容易发现纵绝缘问题。

5.2

很多试验人员对于所用变,采用简单的工频外施电压试验,根本发现不了纵绝缘的问题。预试特别是投运第二年试验,进行感应耐压试验,能及时发现缺陷,在绝缘未彻底击穿前,避免事故发生。由于Z接线变压器结构特殊性,单相感应耐压易出现部分绝缘过高、过低耐受电压的问题,建议采用三相感应耐压。由于Z接线变压器空载损耗小,三相调压变的容量和隔离变容量都不需要很大,现场容易实现。

5.3

最大发挥Z接线变压器的优点,中性点加装消弧线圈,减少过电压发生的次数、缩短过电压延续的时间。

5.4

加强室内的通风。有些设计人员对于所变室的通风欠缺考虑,甚至几台所变在一个房间运行都不设计通风窗。干式变压器完全依靠空气对流散热,室内通风装置很重要。

6 结论

干式变压器损坏的原因,主要是变压器本身质量不良造成的。不良工况和室内散热条件是促成事故的重要因素。从进网时就严把质量关,是防止事故的主要措施。

(摘编自《电气技术》,原文标题为“Z接线站用变压器宜加强纵绝缘检测”,作者为李飞舟。)

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