一起220kV变压器绕组短路故障诊断与分析

发布时间：2019-08-19 19:40

【摘要】：介绍了一起由外部短路故障引起的变压器短路事故,分析了故障录波、保护动作情况以及试验数据,并通过解体试验验证了诊断结果。提出了关于提高变压器自身抗短路能力不足问题的几点建议。
【图文】：

故障录波

若琪等：一起220kV变压器绕组短路故障诊断与分析110kV母线并列运行，10kV侧I、II母线分裂运行。故障时现场无检修工作，无操作，#1主变正常运行，无缺陷，开关无异常信号。2.3保护动作情况8月4日15时44分31秒，220kV临海站110kV临海线发生避雷器爆炸，出口C相接地短路故障，故障电流10.87kA。临海线线路保护接地距离Ⅰ段、零序Ⅰ段保护快速动作，临海线171开关机构内部跳闸线圈烧损造成开关拒动，807ms#1变中压侧后备保护零序过流Ⅰ段1时限动作，850ms跳开母联101开关，故障未隔离。具体过程如表1所示，故障录波见图1所示。3例行试验分析3.1变压器绝缘油色谱分析故障发生后，乙炔含量为467.15μL/L，远超预警值5μL/L，根据DL/T722-2014《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，测量数据用三比值编码表示为201，属于低能放电，推测引线对电位未固定的部件之间存在连续火花放电或油隙闪络，不同电位之间存在油中火花放电或悬浮电位之间存在火花放电。测量数据见表2。3.2变压器直流电阻试验变压器直流电阻试验可以检查变压器绕组引线的连接情况以及各相绕组电阻的平衡情况。2015年8月5日，，在油温6℃的条件下，高、中、低各相直流电阻如表3所示。高、低压两侧三相直流电阻变化幅度不大，但中压直流电阻三相互差2.26%。根据电力工业的行业标准DL/T393-2013《电力设备预防性试验规程》标准规定，电阻不平衡率的要求如表4所示。该型变压器容量180000kVA，相间不平衡率应在2%以内，推测中压C相存在断股故障。图1故障录波相对时间/ms故障情况0171临海线发生C相接地短路故障，故障电流10.87kA15171线路接地距离Ⅰ段保护动作出口16171线路零序Ⅰ段保护动作出口807#1主变中压侧零序过流Ⅰ段1时限动作出口850101开关分闸

横比,低压侧

相绕组存在匝间短路，导线断股。3.4绕组电容试验变压器绕组电容量直接反映了各绕组间、绕组对铁心、绕组对箱体及地的相对位置和绕组的自身结构等。一般只要变压器绕组没有变形，即使在有温度、湿度影响的情况下，其电容量变化也很校绕组电容量试验数据如表6所示，其中，低压绕组对地介损及电容量无法测试，判断低压绕组对地可能存在短路；高、中压绕组对低压及铁心电容量增大3.38%，说明高、中压绕组发生形变，高中压绕组距离低压绕组与铁心距离较出厂时增大。3.5频响法绕组变形频率响应法测量变压器绕组变形如图2~图4所示。通过横向比较高、中、低压的三相幅频响应曲线以及相关系数判断变压器是否变形。图2~图4分别为低压侧、中压侧、高压侧横比图。其中，高压侧横比图三相频响曲线重合度较高，但C相高频部分频响曲线趋势发生向下变化，推测C相绕组对地电容发生改变，绕组整体发生微小位移倾斜，A、B两相未出现故障。比较低压侧横比图，三相频响曲线中，A、B两相全频带都重合性较高，C相重合度较差，说明C相低压绕组形变严重。C相中、高频段响应曲线发展趋势与A、B相一致性很差，曲线两次向下发展，并出现两个极小值，说明C相可能匝间局部变形严重，导致频响曲线趋势发生变化。中压侧横比图显示，B、A两相低频部分重合度较好，但中高频重合度较差，推测B相中压绕组出现轻微形变。C、A重合度全频带重合性都不高，尤其是中高频重合度很差。说明，C相中压绕组整体严重形变，很有可能同时存在辐向与轴向形变。高、中、低压三相绕组的相关系数见表7。高压侧低频段B、C相相关系数为0.5、0.52，较其他参数较低，但全频相关系数较高，不能判断形变情况。中压测B、C相的相关系数均小于0.6，且中压中频的相关系数为0，说明B、C
【作者单位】：华北电力大学;国网河北省电力公司电力科学研究院;国网河北省电力公司;
【分类号】：TM41

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