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摘 要 在大短路电流作用下,初始机械损伤的基本形式是变压器绕组变形,它们发展的典型方式是变形引起局部放电,匝、股间短路,整段主绝缘放电或完全击穿导致主绝缘破坏。因此,测量变压器的绝缘电阻是变压器出口近区短路后一项必要的检测项目。
关键词 绝缘电阻短路 电流局部放电 油色谱 气相色谱
一、绝缘电阻试验
经验证明:在大短路电流作用下,初始机械损伤的基本形式是变压器绕组变形,它们发展的典型方式是变形引起局部放电,匝、股间短路,整段主绝缘放电或完全击穿导致主绝缘破坏。因此,测量变压器的绝缘电阻是变压器出口近区短路后一项必要的检测项目。尤其是20世纪70年代的老旧绝缘变压器,其主绝缘薄弱,而且由于绝缘的破坏会在以后的运行中留下隐患,在雷击和操作过电压的作用下,产生击穿放电,击穿放电产生的载波过电压就进一步损坏变压器的绝缘。测量绝缘电阻要严格执行DL/T596-1996规程标准。采用2500V或5000V摇表,绝缘电阻值与前一次的测量结果进行比较,应无明显差别,在同一温度下一般不应低于出厂试验值的70。绝缘电阻换算到20℃时,220kV及其以下的变压器不应小于800MΩ,500kV的变压器不小于2000MΩ,吸收比不低于1.3或极比指数不低于1.5。变压器的绝缘状况判断应尽量结合其他绝缘试验项目,如绕组介质损耗和泄漏电流测量,综合各个数据进行综合分析,才能确定变压器的绝缘情况。
二、绕组直流电阻测量
上面讲过,由于短路电流冲击,绕组产生严重变形造成匝、股间短路,同时由于大电流冲击,过电流薄弱环节,如:分接开关、套管引线接头,将军帽与线圈引出线之间会造成接触不良。如果未能及时发现处理,任其发展会使接触不良点发热熔化而烧断,进而烧坏变压器。接触不良,匝间和股间短路可通过测量绕组直流电阻来发现。
直流电阻值超出DL/T596-1996规程中规定注意值,要组织技术专责进行充分分析研究,再结合油色谱分析(下一节我们将会讨论到)数据,以及过去的试验数据。如果直流电阻值超标且色谱分析数据超注意值,说明变压器已受短路电流冲击损坏。
三、油色谱分析和气相色谱
变压器油色谱分析可判断内部的过热故障和放电性故障,并确定故障的严重程度和大概部位,为检修提供可靠的依据。由于出口近区短路的冲击,主变内部绕组发生匝间短路放电和引线接头或分接开关接触不良而燃弧产生高能放电。这些过热故障促使油或固体纸绝缘材料发生裂解产生H2,CO,CO2和低分子碳水化合物(C2H2,C2H4)等,这些都是气体,它们通常都是溶解在油中,若对油中溶解气体的组份和含量进行分析,就可能发现变压器近区短路后故障严重程度,从而提出相应的反事故措施。如能否继续运行,继续运行期的技术安全措施和监视手段,又或者是否需要内部检查修理等。
很多实例证明,色谱分析是诊断变压器工作状态和判断故障性质的最有效方法之一。它对于检测变压器内部存在的过热性故障及部分潜伏故障反应比较灵敏。但对于近区短路这类突发性故障,反应不太灵敏,这是因为由于故障突然,产气快,一部分气体来不及溶解于油中就进入气体继电器。因此,对于近区短路这类故障,我们还要结合气体继电器的气体色谱分析结果来综合判断,并且根据气体继电器中气体颜色可初步确定一下故障的大致情况。
(一)如果气体无色无味,不可燃,就是N2或空气。
(二)如果气体有色,可燃,就是变压器内部故障产生的气体。
四、绕组变形测试
上面已讲到近区短路后,绕组受到巨大电动力作用产生位移变形,绕组变形或位移后,即使没有立即损坏,也会留下严重故障隐患。一是绝缘距离发生改变,固体绝缘受到损伤、击穿,导致突发性绝缘故障,甚至在正常运行电压下,因为局部放电而使绝缘击穿。二是绕组机械强度下降,其积累效应使绕组再一次遭受近区短路电流冲击时,将承受不住巨大电动力作用而发生损坏事故。
变压器因短路强度不够而损坏的事故有上升的趋势。这是因为,①电力系统飞速发展,电网容量扩大,110kV双卷变压器直配10kV用户配电,出线多,容易发生短路故障。②10kV断路器柜尺寸小,在过电压、污秽、小动物等影响下很容易造成三相短路。③新一代的产品在引进了国外先进技术后,产品技术性能有一定的提高,大家都把注意力集中于降低损耗,提高绝缘水平上,却忽略了机械强度方面问题。
这些问题加剧了变压器损坏事故的发生,因此,在变压器遭受近区短路后及时进行绕组变形测试,对发现有问题的变压器进行分析研究,制订相应的措施,并有计划地进行吊检验证,不但节省大量人力、物力,对变压器是否重投入运行或及时退出运行也有相当重要的指导意义。
特别注意是,近区短路达三次以上,短路电流超过变压器八倍额定电流,试验合格后也应吊罩或放油从入孔进入变压器内部进行如下检查:
(一)压钉的压紧情况。
(二)引线绝缘支架紧固情况。
(三)垫块位移情况。
关键词 绝缘电阻短路 电流局部放电 油色谱 气相色谱
一、绝缘电阻试验
经验证明:在大短路电流作用下,初始机械损伤的基本形式是变压器绕组变形,它们发展的典型方式是变形引起局部放电,匝、股间短路,整段主绝缘放电或完全击穿导致主绝缘破坏。因此,测量变压器的绝缘电阻是变压器出口近区短路后一项必要的检测项目。尤其是20世纪70年代的老旧绝缘变压器,其主绝缘薄弱,而且由于绝缘的破坏会在以后的运行中留下隐患,在雷击和操作过电压的作用下,产生击穿放电,击穿放电产生的载波过电压就进一步损坏变压器的绝缘。测量绝缘电阻要严格执行DL/T596-1996规程标准。采用2500V或5000V摇表,绝缘电阻值与前一次的测量结果进行比较,应无明显差别,在同一温度下一般不应低于出厂试验值的70。绝缘电阻换算到20℃时,220kV及其以下的变压器不应小于800MΩ,500kV的变压器不小于2000MΩ,吸收比不低于1.3或极比指数不低于1.5。变压器的绝缘状况判断应尽量结合其他绝缘试验项目,如绕组介质损耗和泄漏电流测量,综合各个数据进行综合分析,才能确定变压器的绝缘情况。
二、绕组直流电阻测量
上面讲过,由于短路电流冲击,绕组产生严重变形造成匝、股间短路,同时由于大电流冲击,过电流薄弱环节,如:分接开关、套管引线接头,将军帽与线圈引出线之间会造成接触不良。如果未能及时发现处理,任其发展会使接触不良点发热熔化而烧断,进而烧坏变压器。接触不良,匝间和股间短路可通过测量绕组直流电阻来发现。
直流电阻值超出DL/T596-1996规程中规定注意值,要组织技术专责进行充分分析研究,再结合油色谱分析(下一节我们将会讨论到)数据,以及过去的试验数据。如果直流电阻值超标且色谱分析数据超注意值,说明变压器已受短路电流冲击损坏。
三、油色谱分析和气相色谱
变压器油色谱分析可判断内部的过热故障和放电性故障,并确定故障的严重程度和大概部位,为检修提供可靠的依据。由于出口近区短路的冲击,主变内部绕组发生匝间短路放电和引线接头或分接开关接触不良而燃弧产生高能放电。这些过热故障促使油或固体纸绝缘材料发生裂解产生H2,CO,CO2和低分子碳水化合物(C2H2,C2H4)等,这些都是气体,它们通常都是溶解在油中,若对油中溶解气体的组份和含量进行分析,就可能发现变压器近区短路后故障严重程度,从而提出相应的反事故措施。如能否继续运行,继续运行期的技术安全措施和监视手段,又或者是否需要内部检查修理等。
很多实例证明,色谱分析是诊断变压器工作状态和判断故障性质的最有效方法之一。它对于检测变压器内部存在的过热性故障及部分潜伏故障反应比较灵敏。但对于近区短路这类突发性故障,反应不太灵敏,这是因为由于故障突然,产气快,一部分气体来不及溶解于油中就进入气体继电器。因此,对于近区短路这类故障,我们还要结合气体继电器的气体色谱分析结果来综合判断,并且根据气体继电器中气体颜色可初步确定一下故障的大致情况。
(一)如果气体无色无味,不可燃,就是N2或空气。
(二)如果气体有色,可燃,就是变压器内部故障产生的气体。
四、绕组变形测试
上面已讲到近区短路后,绕组受到巨大电动力作用产生位移变形,绕组变形或位移后,即使没有立即损坏,也会留下严重故障隐患。一是绝缘距离发生改变,固体绝缘受到损伤、击穿,导致突发性绝缘故障,甚至在正常运行电压下,因为局部放电而使绝缘击穿。二是绕组机械强度下降,其积累效应使绕组再一次遭受近区短路电流冲击时,将承受不住巨大电动力作用而发生损坏事故。
变压器因短路强度不够而损坏的事故有上升的趋势。这是因为,①电力系统飞速发展,电网容量扩大,110kV双卷变压器直配10kV用户配电,出线多,容易发生短路故障。②10kV断路器柜尺寸小,在过电压、污秽、小动物等影响下很容易造成三相短路。③新一代的产品在引进了国外先进技术后,产品技术性能有一定的提高,大家都把注意力集中于降低损耗,提高绝缘水平上,却忽略了机械强度方面问题。
这些问题加剧了变压器损坏事故的发生,因此,在变压器遭受近区短路后及时进行绕组变形测试,对发现有问题的变压器进行分析研究,制订相应的措施,并有计划地进行吊检验证,不但节省大量人力、物力,对变压器是否重投入运行或及时退出运行也有相当重要的指导意义。
特别注意是,近区短路达三次以上,短路电流超过变压器八倍额定电流,试验合格后也应吊罩或放油从入孔进入变压器内部进行如下检查:
(一)压钉的压紧情况。
(二)引线绝缘支架紧固情况。
(三)垫块位移情况。