一起6KkV变压器一次侧绕组爆炸及保护越级跳闸故

[摘要]  针对一起6KV6kV树脂绝缘干式变压器一次侧绕组接地引起爆炸以及和保护越级跳闸的故障原因进行分析探讨，找出故障原因并处理，为今后此类故障的分析处理和预防工作打下基础。
 

关键词  干式变压器 绕组爆炸   越级跳闸   一次侧
 

1 故障概况

某日，某日清晨5点50分，我某公司某条生产线供电的一台6KV6kV树脂绝缘干式变压器（额定容量为2 500KVA500kVA）一次侧B相绕组发生故障，引起大片弧光，进而引起导致相间短路最终导致引发爆炸，。电源进线柜和该台变压器的出线开关柜保护动作，但是断路器仍在合闸状态，导致变电站与之相应对应的6KV6kV馈线开关柜分闸，将致使上级的35KV35kV油浸式变压器进线开关柜保护瞬间动作将该开关柜内的断路器由合闸瞬间切换到分闸状态。也就是说下级的6KV6kV干式变压器一次侧B相绕组接地故障引起的爆炸最终导致二次保护越级跳闸。，同时35KV35kV油浸式变压器保护测控柜报本体压力释放警。

与此同时，变电站35KV35kV油浸式变压器主保护和后备保护各动作一次，变电站与之相应的6KV6kV馈线开关柜NSA3112线路测控保护装置动作报告显示保护于当日05:50:34:401启动， 故障类型：为Kac Kac，故障电流：为53.87A  87A，0.35S 35s后过流I段动作。

2 电气系统主接线图

35KV35kV变电站和6KV6kV配电室电气主接线图如图1所示。一条35KV35kV母线经32开关将电送电至35KV35kV油浸式变压器一次侧，其二次侧6KV6kV进线经52开关送电至6KV6kV母线，6KV6kV母线的一条馈线通过经53开关送电至6KV6kV配电室的电源进线柜。，接着通过母线将电送至6KV6kV干式变压器一次侧，再由6kV干式变压器二次侧400V出线通过出线柜各路断路器送电至分配到车间的各个动力电源柜里去，来承担负荷。
 

  

图1 系统主接线图
 

3 故障查找过程

根据现场人员反映，听见一声巨响之后车间全部停电。决定电工对6KV6kV配电室现场进行全面巡检。，先检查6KV6kV开关柜，时发现，6KV6kV电源进线柜和变压器出线开关柜的线路保护装置里有报警和动作指示。。由电源进线柜DGR2201线路保护测控装置动作报告显示记录里看到电流速断保护于当日05:48:49 49:0735mS 电流速断保护动作 ，Ia=30.27 27A、Ib=50.85 85A、Ic=55.57 57A，Uab=12.1 1V、Ubc=18.2 2V、Uca=17.1V ；干式变压器出线柜DGR2234低压变压器保护测控装置动作报告记录里看到显示速断保护于当日05:49:19: 0108mS 速断保护动作， Ia Ia=49.07 07A、IbIb=93.76 76A、Ic Ic=01.61 61A，Uab Uab=12.4 4V、Ubc Ubc=19.2 2V、Uca Uca=13.9V。之后对6kV干式变压器进行检查，发现该变压器柜前面上部纱窗有烧焦痕迹，打开柜门一看，到一次侧三相电缆铜鼻子因相间短路被打掉一块，（尤其是B相最严重）厉害，高压侧B相绕组绝缘层及烧坏，B相绕组其下面下方的冷却风扇被烧毁，检测绕组温度的温度传感器线被烧断，详见下图图2所示。
 

图2
 

4 故障分析与探讨

由于这是一该台6kV干式变压器为新投入使用的运变压器，又经过排查，可以排除线圈绝缘老化、负载短路、接地不良、雷击过电压等原因，，因此所以初步分析判断故障产生的原因可能有以下面几点：。

4.（1）变压器本身问题，。变压器一次侧绕组所采用的材料质量不良，、绝缘层材料混进金属物质，、树脂浇注工艺没做好，，都有可能造成一次侧绕组接地引起大片弧光，进而产生相间短路最终导致爆炸和以及二次保护越级跳闸的现象。

4.（2）所带负荷中有1000KW1 000kW大功率中频加热设备，其产生的多次谐波危害对变压器造成的影响。对于干式变压器，谐波不仅会加剧使涡流和集肤效应加剧，造成变压器绝缘损坏，大大降低其使用寿命，还会使绕组产生震动而、制造额外噪声。但在实际应用中经过询问多家中频厂家均未出现过中频谐波导致变压器爆炸的案例。

根据现场情况，第一种故障产生的原因最有可能是性最大第一种。因为该变压器保护测控装置动作报告记录里显示速断保护动作，B相电流为A相电流的两倍，C相电流几乎接近为零，这说明C相的电流串到B相绕组里造成B相绕组过热，其绝缘被加速破坏，导致B相绕组接地，在6kV高压作用6KV情况下输入侧引起出现大片弧光，进而引起造成相间短路，最终导致引发爆炸，之后保护电流速断保护迅速动作，经在上级延时响应片刻，35KV35kV变电站进线保护动作，使断路器小车分闸，快速切断电源，从而避免事故进一步扩散。但以下是变压器厂家出具的故障分析报告：

关于胜利钢管有限公司2500KVA干式变压器故障分析报告

山东胜利钢管有限公司使用******有限公司SCB10-2500/6.3KVA干式变压器(产品编号******)，运行中出现高压跳闸故障。为保障用户供电需要，******公司于最短时间内生产同一型号产品对故障变压器进行了更换处理，并对故障产品返厂后进行解剖分析。

故障变压器外观检查:A、B高压接线板出现对地放电痕迹；B相高压绕组内壁出现贯穿性电弧灼伤；高压侧冷却风机烧融；B相温控传感线损坏。拆除连接组别高压连杆及低压中性点铜排，使用调压器从低压侧送电400V，A、C两相正常，B相加压56V时，电流780A，一、二次间绝缘筒起火燃烧，断定B相绕组存在短路故障。拆除铁芯上轭，吊出B相高低压绕组仔细观察，短路点位于B相高压位高压绕组内壁从上至下38cm位置处，B相低压绕组相对应位置有放射性开裂，绝缘筒烧熔处存有非铜不明金属颗粒及两段2cm长金属丝。将高压线圈短路部位用无齿锯剖开，除烧融处外未发现其它匝间、段间短路现象，二、三段间绝缘间隙45mm，符合设计要求。

结论：此故障产品应是因为B相绕组高低压之间落入金属异物，卡在绝缘筒受损部位，造成绝缘强度降低，高低压之间发生弧光短路。

 

根据报告可以看出变压器厂家的故障分析报告给出的结论是B相绕组高低压绕组之间落入金属异物，这与“是我们在分析故障原因时所未想到的，我们的故障分析只想到了设备加工过程中可能出现的“变压器自身问题，绝缘层材料混进金属物质””有一定出入问题，而未想到是设备运输与安装过程中出现的问题，。所以为此，在以后的工作中我们要加强对设备的运输和安装过程的加强防护。

 

5 处理措施

（1）   由于根据上述故障原因，为避免油箱变形和爆裂，开启35KV35kV油浸式变压器压力释放阀开启来释放油箱内的压力。。但在正常运行情况下时该压力释放阀是在关闭状态下的。，所以因此，在释放压力后要将压力释放阀打在关闭状态，进而从而解除该台35KV油浸式变压器的保护测控柜报本体压力释放警。，否则35KV油浸式变压器进线开关柜的断路器手车就无法合闸。