案例 |干式變壓器常見(jiàn)故障大匯總及案例分析

電力干式變壓器常見(jiàn)故障的分析與處理

干式變壓器是靠電磁感應(yīng)原理工作的，改變電壓、聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)、傳輸和分配電能；電力干式變壓器是變電站核心設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行環(huán)境惡劣，發(fā)生故障和事故對(duì)電網(wǎng)和供電可靠性影響大，需要針對(duì)具體情況立即采取措施；干式變壓器故障的分析判別牽扯的學(xué)科領(lǐng)域多，既要有電工、高電壓、絕緣材料、化學(xué)分析等基礎(chǔ)知識(shí)，還要熟悉自動(dòng)化、熱學(xué)等；干式變壓器的故障種類(lèi)多，表現(xiàn)形式千差萬(wàn)別，需要熟悉結(jié)構(gòu)原理、熟悉現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件、熟悉每臺(tái)設(shè)備特點(diǎn)等，具體問(wèn)題，具體分析。

較好章：大型干式變壓器顯性故障的特征與現(xiàn)場(chǎng)處理

顯性故障：是指故障的特征和表現(xiàn)形式比較直觀明顯的故障，在此，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，對(duì)大型干式變壓器顯性故障的原因和特征進(jìn)行了敘述和分析，介紹了現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的處理辦法，也是一些比較簡(jiǎn)單的辦法。

一、外觀異常和故障類(lèi)型：

干式變壓器在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生異常和故障時(shí)，往往伴隨相應(yīng)外觀特征，通過(guò)這些簡(jiǎn)單的外部現(xiàn)象，可以發(fā)現(xiàn)一些缺陷并對(duì)異常和故障進(jìn)行定性分析,提出進(jìn)一步 分析或處理的方案。而且可以對(duì)一些比較復(fù)雜的故障確定檢修和試驗(yàn)方案.以下從幾個(gè)方面進(jìn)行分析和處理：

1、防爆筒或壓力釋放閥薄膜破損。

當(dāng)干式變壓器呼吸不暢，進(jìn)入干式變壓器油枕隔膜上方的空氣，在溫度升高時(shí)，急劇膨脹，壓力增加，若引起薄膜破損還會(huì)伴有大量的干式變壓器油噴出；主要有以下原因和措施：

1）呼吸器因硅膠多或油封注油多、管路異物而堵塞。硅膠應(yīng)占呼吸器的2/3，油封中有1/3的油即可，可用充入氮?dú)獾霓k法對(duì)管路檢查

2）(油枕)安裝檢修時(shí)緊固薄膜的螺栓過(guò)緊或油枕法蘭不平，(壓力釋放閥)外力損傷或人員誤碰。更換損壞的薄膜或油枕.

3）干式變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障，產(chǎn)生大量氣體。一般伴隨瓦斯繼電器動(dòng)作;可先從瓦斯繼電器中取氣樣，若點(diǎn)火能夠燃燒，需取油樣色譜分析和進(jìn)行電氣檢查，確定故障性質(zhì)，故障原因未查明，消除缺陷前干式變壓器不能投運(yùn)。

4)彈性元件膨脹器內(nèi)部卡澀.更換或由制造廠處理.

5)隔膜結(jié)構(gòu)的油枕在檢修或安裝時(shí)注油方法不當(dāng)，未按規(guī)定將油枕上部的氣體排凈。停電將干式變壓器油注滿油枕，再將干式變壓器油放至合適的油位高度。

6）膠囊結(jié)構(gòu)的油枕因油位低等原因，膠囊堵塞油枕與干式變壓器本體的管路聯(lián)結(jié)口。在管路聯(lián)結(jié)口處裝一支架，防止膠囊直接堵塞聯(lián)結(jié)口。

2、套管閃絡(luò)放電。

套管閃絡(luò)放電會(huì)使其本身發(fā)熱、老化，引發(fā)干式變壓器出口短路事故；低壓套管尤其嚴(yán)重;其主要原因和措施有：

1）表面臟污，在陰雨潮濕天氣下，因臟污的導(dǎo)電性能提高而放電。需對(duì)干式變壓器停電清掃套管，并涂RTV長(zhǎng)效涂料以提高其防污閃性能。

2）安裝檢修或制造時(shí)即有缺陷。試驗(yàn)時(shí)介質(zhì)損失角等絕緣指標(biāo)超標(biāo)或瓷件不完整，需更換套管。

3）設(shè)計(jì)時(shí)外爬電距離選用的小，干式變壓器又處在污穢等級(jí)高的地區(qū)運(yùn)行。更換為爬電距離大的套管或硅橡膠外絕緣的套管或采取加硅橡膠增爬裙等防污閃措施。

4）系統(tǒng)出現(xiàn)內(nèi)部過(guò)電壓和大氣過(guò)電壓。

對(duì)套管及干式變壓器進(jìn)行試驗(yàn)和檢查，全部合格后方可投入運(yùn)行。

5）套管表面附有雜物短接部分瓷裙。

帶電用絕緣桿挑出即可。

6）雨雪天氣或覆冰，干式變壓器套管較容易出現(xiàn)覆冰.

停止運(yùn)行。

3、滲漏油

幾乎是每臺(tái)干式變壓器都存在的問(wèn)題，凡是密封點(diǎn)，甚至鐵板也因沙眼而滲漏油。滲漏油一般不會(huì)導(dǎo)致干式變壓器立即停運(yùn)，但一旦漏油得不到及時(shí)處理，將嚴(yán)重危及干式變壓器的安全運(yùn)行。由于干式變壓器密封部位多且形式各種各樣，所以滲漏油的象征也千差萬(wàn)別。

主要有以下原因和措施：

1）密封膠墊老化和龜裂，一般是膠墊質(zhì)量不良或超期未更換造成。需結(jié)合檢修及時(shí)更換。

2）密封點(diǎn)緊固不到位，無(wú)油部位還會(huì)加速膠墊的老化，空氣進(jìn)入干式變壓器本體。隨時(shí)發(fā)現(xiàn)隨時(shí)校緊。

3）閥門(mén)制造質(zhì)量不良，關(guān)閉不嚴(yán)。放油更換閥門(mén)。

4）沙眼或焊接質(zhì)量不良?？蓭в秃附?，但必須做好防火措施，對(duì)鐵板沙眼也可在表面覆焊一定面積的鐵板來(lái)處理。對(duì)干式變壓器箱體的滲漏油除吊開(kāi)鐘罩外,不能無(wú)油焊接.

5）油泵的滲漏油。部分部位因負(fù)壓在其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不滲漏油，一旦停止就會(huì)滲漏，此種情況往往會(huì)將空氣帶入干式變壓器，引起瓦斯發(fā)信甚至動(dòng)作掉閘。查找比較困難，須逐臺(tái)油泵停下檢查判別和處理。

6）膠墊受力過(guò)大變形，密封結(jié)構(gòu)不合理，制造安裝工藝不良等，也會(huì)導(dǎo)致滲漏油。需針對(duì)具體原因處理。

二、顏色的變化和氣味異常

干式變壓器的許多故障往往伴隨發(fā)熱現(xiàn)象，引起發(fā)熱部位的顏色、溫度變化或發(fā)出特殊氣味。

1、外部線夾聯(lián)結(jié)部位過(guò)熱。

由干式變壓器套管引出線夾本身或與聯(lián)結(jié)引線的緊固螺栓螺絲松動(dòng)、接觸面氧化或面積不夠引起，表現(xiàn)為過(guò)熱點(diǎn)顏色變暗失去光澤，測(cè)溫會(huì)發(fā)現(xiàn)其溫度超過(guò)70度，示溫臘片變色，表面刷漆發(fā)黑等，此種缺陷的預(yù)防可結(jié)合停電試驗(yàn)測(cè)量含線夾在內(nèi)的干式變壓器繞組直流電阻，有懷疑時(shí)可單先測(cè)量線夾本身的接觸電阻（一般不超過(guò)500uΩ）．處理時(shí)結(jié)合具體情況開(kāi)夾打磨接觸面和緊固．必要時(shí)核對(duì)線夾的載流量.

２、呼吸器的硅膠受潮。

呼吸器的硅膠一般為變色硅膠，其作用是吸附進(jìn)入到干式變壓器油枕中的潮氣，正常情況下為淺蘭色，若變?yōu)榉奂t色即為失效，靠正常的呼吸一般一年就需更換一次硅膠；硅膠變色過(guò)快的原因和措施：

1）硅膠筒密封不嚴(yán)，如膠墊老化、螺絲松動(dòng)、玻璃罩有裂紋；需更換膠墊、校緊螺絲和更換玻璃罩。

2）硅膠筒下部的的油封無(wú)油或油位低，油封內(nèi)進(jìn)水，使空氣未經(jīng)過(guò)油過(guò)濾而直接進(jìn)入呼吸器。加入適量的干式變壓器油即可。

3）天氣陰雨濕度大或硅膠筒內(nèi)進(jìn)水也能加快硅膠變色。

同樣，若硅膠變色過(guò)緩，說(shuō)明呼吸不正常，需對(duì)管路進(jìn)行檢查處理。

3、干式變壓器輕瓦斯動(dòng)作、瓦斯繼電器油室內(nèi)集有氣體。

正常情況下干式變壓器瓦斯繼電器油室內(nèi)充滿干式變壓器油，一旦輕瓦斯動(dòng)作，應(yīng)立即檢查和取油樣色譜分析，確認(rèn)是否內(nèi)部故障情況。

若氣體無(wú)色無(wú)味且不可燃，說(shuō)明為空氣；造成的原因和措施：

1）安裝或檢修后新注油或?yàn)V油將氣體帶入干式變壓器油箱，靜置期間未反復(fù)放氣或放氣不徹底，干式變壓器一經(jīng)投運(yùn)，溫度升高，氣體膨脹而逸出，進(jìn)入瓦斯繼電器；為此應(yīng)嚴(yán)格干式變壓器注油程序并反復(fù)放氣。

2）油泵密封不良，將氣體帶入干式變壓器本體，應(yīng)逐一對(duì)油泵檢查加以排除。

若氣體含有異味，說(shuō)明干式變壓器存在內(nèi)部故障，應(yīng)立即停止運(yùn)行檢查和試驗(yàn)，一般表現(xiàn)為：

1）微黃色且不可燃，內(nèi)部絕緣支架等木質(zhì)材料過(guò)熱或燒損；

2）黑色、灰色且可燃，裸金屬過(guò)熱或絕緣閃絡(luò)使干式變壓器油分解；

3）白色且不易燃燒，可能是絕緣擊穿或紙絕緣燒損。以上現(xiàn)象，氣樣和油樣色譜分析，特征氣體都會(huì)超標(biāo)，應(yīng)結(jié)合電氣試驗(yàn)和特征氣體含量，依據(jù)試驗(yàn)規(guī)程和色譜導(dǎo)則，進(jìn)行綜合分析，查明原因，再進(jìn)行處理。

冷卻管路設(shè)置不合理,潛油泵的原因還會(huì)引起重瓦斯動(dòng)作.以前的老干式變壓器比較多見(jiàn).

三、聲音和溫度故障

1、聲音異常。

干式變壓器正常運(yùn)行時(shí)在交流電磁場(chǎng)的作用下，會(huì)發(fā)出連續(xù)均勻、輕微的“嗡嗡”聲，若聲音不均勻或有特殊聲音，即視為不正常。主要原因有：

1）系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)電壓；

2）干式變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行；以上皆需按干式變壓器的銘牌參數(shù)確定。

3）內(nèi)部夾件或壓緊鐵心的螺絲、拉帶松動(dòng)，鐵心的硅鋼片震動(dòng)增大，有明顯的雜音；需吊罩處理；

4）分節(jié)開(kāi)關(guān)接觸不良或不接地的金屬件靜電放電、外絕緣電暈放電；伴有“劈啪”的放電聲。

5）銘牌、標(biāo)示牌、風(fēng)扇電機(jī)等外附件因固定不牢也會(huì)發(fā)出異音。針對(duì)具體情況進(jìn)行處理。

2、溫度異常

干式變壓器的許多故障往往會(huì)伴隨溫度的變化，規(guī)程規(guī)定干式變壓器上層油溫不得超過(guò)95℃，溫升不得超過(guò)55℃；引起干式變壓器溫度異常的主要原因和措施有：

1）鐵心多點(diǎn)接地、裸金屬過(guò)熱等干式變壓器內(nèi)部故障。需甄別處理。

2）新安裝或大修后，散熱器法門(mén)未打開(kāi)，不能正常循環(huán)散熱。檢查油泵運(yùn)轉(zhuǎn)和流速表的動(dòng)作情況，開(kāi)啟未打開(kāi)的法門(mén)。

3）呼吸器堵塞或嚴(yán)重滲漏油影響散熱。

4）干式變壓器結(jié)構(gòu)不合理，因漏磁引起箱殼局部過(guò)熱，有時(shí)會(huì)達(dá)到上百度?？稍诰唧w部位加裝隔磁材料。

5）冷卻裝置運(yùn)行不正常，影響散熱。

四、干式變壓器的顯性故障，還有諸如：

油位不在溫度曲線范圍內(nèi)，負(fù)荷異常，附件異常等等；

顯性故障的辨別是經(jīng)過(guò)干式變壓器外觀現(xiàn)象的檢查和分析判斷，對(duì)干式變壓器存在問(wèn)題定性評(píng)價(jià)，確定是否可以繼續(xù)運(yùn)行，退出運(yùn)行應(yīng)進(jìn)行的檢查和試驗(yàn)項(xiàng)目。

由于同一顯性故障促成的原因千差萬(wàn)別，需要熟悉具體每臺(tái)干式變壓器安裝和檢修運(yùn)行的歷史資料，了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行規(guī)律；需要具有豐富現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，具體設(shè)備，具體分析。

干式變壓器顯性故障的特征判別和處理，是干式變壓器運(yùn)行檢修管理的基本技能。

另外，從顯形的概念上講，干式變壓器吊罩后外觀檢查發(fā)現(xiàn)的一些異常也應(yīng)該在此列范疇。如：一臺(tái)110KV干式變壓器吊罩我們?cè)l(fā)現(xiàn)和處理了以下問(wèn)題：

1、有載開(kāi)關(guān)切換部分過(guò)渡電阻聯(lián)結(jié)觸頭燒壞；內(nèi)部的干式變壓器油異常變黑，游離碳多。

2、固定線包和鐵心的絕緣墊快多處松動(dòng)，部分脫落；

3、固定切換開(kāi)關(guān)油室發(fā)蘭的螺栓松動(dòng)，致使油室傾斜。

4、干式變壓器本體固定螺栓松動(dòng)，整體橫向位移3厘米，固定板變形，處理后位移減少至1.５厘米。

５、線圈外層的尼龍綁扎帶松動(dòng)（收縮比）。

第二章：干式變壓器鐵心接地故障特征與防范處理

目前運(yùn)行的干式變壓器，由于制造工藝質(zhì)量，運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行維護(hù)等原因，在干式變壓器運(yùn)行過(guò)程中，鐵心接地故障往往時(shí)有發(fā)生，且在干式變壓器各類(lèi)故障中占相當(dāng)?shù)谋壤?，而鐵心多點(diǎn)接地故障點(diǎn)往往發(fā)生在視角不易發(fā)現(xiàn)之處，發(fā)生原因和表現(xiàn)的特征各式各樣，給現(xiàn)場(chǎng)處理和查找?guī)?lái)一定的難度；下面將介紹對(duì)干式變壓器鐵心接地的要求，多點(diǎn)接地表現(xiàn)特征，現(xiàn)場(chǎng)處理辦法及預(yù)防措施；結(jié)合多年來(lái)發(fā)生、判斷和處理鐵心接地故障的幾起實(shí)例，對(duì)鐵心接地原因和現(xiàn)場(chǎng)處理過(guò)程進(jìn)行敘述、分析和論證。

一、干式變壓器鐵心接地點(diǎn)的要求

干式變壓器的鐵心只能有一個(gè)接地點(diǎn)，做為正常的工作接地，來(lái)限制鐵心的電位和流過(guò)的電流；若不接地和出現(xiàn)兩點(diǎn)及以上的接地，都將導(dǎo)致鐵心出現(xiàn)故障，影響干式變壓器的安全運(yùn)行；

一是干式變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，其帶電的繞組和油箱之間存在電場(chǎng)，鐵心和夾件等金屬構(gòu)件處于該電場(chǎng)之中，由于電容分布不均勻，場(chǎng)強(qiáng)各異，若鐵心沒(méi)有可靠接地，則存在對(duì)地懸浮電位，產(chǎn)生鐵心對(duì)地或線圈的充放電現(xiàn)象，破壞固體絕緣和油的絕緣強(qiáng)度；若鐵心一點(diǎn)接地，即消除了鐵心懸浮電位的可能。

二是當(dāng)鐵心出現(xiàn)兩點(diǎn)或以上多點(diǎn)接地時(shí)，鐵心在工作磁通周?chē)蜁?huì)形成短路環(huán)，短路環(huán)在交變的磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生很大的短路電流，流過(guò)鐵心，造成鐵心局部過(guò)熱；鐵心的接地點(diǎn)越多，形成的環(huán)流回路越多，環(huán)流越大（取決于多余接地點(diǎn)的位置），使干式變壓器鐵損變大；同時(shí)，環(huán)流過(guò)熱還會(huì)燒熔局部鐵心硅鋼片，使相鄰硅鋼片間的絕緣漆膜燒壞，修復(fù)時(shí)不得不更換部分硅鋼片，修復(fù)耗用資金巨大，需要返廠工期較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。

不管是不接地還是多點(diǎn)接地,兩者在嚴(yán)重時(shí)，都會(huì)因過(guò)熱和放電，在干式變壓器內(nèi)部產(chǎn)生大量的可燃性氣體，引起輕瓦斯發(fā)信，甚至重瓦斯動(dòng)作而使干式變壓器開(kāi)關(guān)掉閘，中斷對(duì)外供電。因此,干式變壓器的鐵心與其緊固件之間必須良好絕緣，且僅有一點(diǎn)可靠接地。

二、干式變壓器鐵心接地故障的表現(xiàn)特征：

干式變壓器發(fā)生鐵心接地故障的原因和現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)形式各種各樣，但其故障特征往往有共同的規(guī)律可循，需要熟悉干式變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解容易發(fā)生多點(diǎn)接地的部位，并結(jié)合各類(lèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，就能對(duì)多余接地點(diǎn)準(zhǔn)確定位；綜合分析時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)把握鐵心接地故障的如下表現(xiàn)特征：

1、油色譜分析的表現(xiàn)特征：

一般情況下，鐵心接地點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，直接表現(xiàn)在鐵心的過(guò)熱上，加快干式變壓器油的裂化和分解，產(chǎn)生可燃性的特征氣體，初期一般為300～700攝氏度的中溫過(guò)熱，故障編碼一般為0 2 1，這就必然使干式變壓器油的色譜分析異常。

一是總烴升高，一般超過(guò)色譜導(dǎo)則規(guī)定的注意值（150ul/l），其中乙烯和甲烷占主要成份，乙炔微量或沒(méi)有，干式變壓器若不帶病長(zhǎng)期運(yùn)行，乙炔值一般不會(huì)超過(guò)導(dǎo)則規(guī)定注意值（5ul/l）；

二是故障嚴(yán)重時(shí)，由于環(huán)流過(guò)熱而無(wú)高能量放電，若用導(dǎo)則推薦的三比值法分析，故障編碼一般為0 2 2或0 0 2，系高于700攝氏度的高溫?zé)峁收希?/p>

三是若產(chǎn)氣速率較快，超過(guò)導(dǎo)則規(guī)定的注意值，將伴隨大量乙炔出現(xiàn)，超過(guò)導(dǎo)則規(guī)定注意值（5ul/l）；

四是有些鐵心接地故障涉及絕緣材料，也會(huì)引起CO和CO2的伴隨增長(zhǎng)；

五是一些間歇性接地故障，由于伴隨放電火花，往往會(huì)產(chǎn)生一定量的乙炔，C2H2占主要成份，并超過(guò)5ul/l。

2、電氣測(cè)量的表現(xiàn)特征：

一是大部分干式變壓器鐵心多點(diǎn)接地的接地點(diǎn)，不是從接地套管一處引出，而是在不同的位置形成環(huán)流通道，故在干式變壓器正常運(yùn)行時(shí)，從引出的接地線上，測(cè)量鐵心接地的電流，將明顯增大，往往超出《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》一般不大于0.1A的要求，停電用兆歐搖測(cè)鐵心絕緣，阻值很低，往往小于5MΩ，甚至用萬(wàn)用表即可測(cè)量出其接觸電阻值。

為減少誤判，用鉗型表接地電流測(cè)量時(shí)，由于干式變壓器箱體周?chē)嬖诼┐磐?，?yīng)水平放置并選擇在油箱高度的1/2處。若測(cè)量數(shù)據(jù)的分散性大，可在干式變壓器鐵心接地引下線上，并聯(lián)可靠短路線并串入測(cè)量交流電流表后，再打開(kāi)固定的接地引下線，直接測(cè)量其準(zhǔn)確接地電流值。另外，對(duì)間歇性的多點(diǎn)接地，測(cè)得的電流值會(huì)不斷變化，有時(shí)甚至為0，不能判斷是否有鐵心多點(diǎn)接地，需要不斷觀察和多次測(cè)量；在停電搖測(cè)絕緣電阻可能正常。

二是多點(diǎn)接地故障點(diǎn)是從接地套管一處引出，往往通過(guò)電氣測(cè)量不能判定，測(cè)的鐵心絕緣電阻和接地電流正常，只能結(jié)合色譜分析在有懷疑時(shí)，對(duì)干式變壓器停電進(jìn)行檢查，可在放出部分油后，打開(kāi)接地套管，觀察接地引線是否過(guò)長(zhǎng)、裸漏，該部位的硅鋼片有無(wú)放電和燒傷痕跡，直接找到多余接地點(diǎn)。

3、吊罩檢查的表現(xiàn)特征：

干式變壓器大修和鐵心接地處理需要吊罩時(shí)，查找多點(diǎn)接地部位應(yīng)注意如下特征。

一是先先檢查鐵心的外觀，有無(wú)明顯的放電和燒傷、過(guò)熱痕跡，有無(wú)運(yùn)輸定位釘、鐵心夾件等金屬物碰及鐵心，有無(wú)焊渣、銅絲、金屬屑或臟雜物。

二是從鐵心引線處施加交流電壓，可能會(huì)有放電聲音或燒熔的煙氣，發(fā)現(xiàn)多余接地點(diǎn)。

三是將鐵心與夾件的聯(lián)結(jié)片打開(kāi)，在鐵軛兩側(cè)施加直流電壓，用萬(wàn)用表依次測(cè)量各級(jí)鐵心疊片的電壓，多余接地點(diǎn)處的電壓指示為零。

五、干式變壓器鐵心接地故障的預(yù)防和處理措施

1、干式變壓器安裝和檢修單位，應(yīng)珍惜干式變壓器安裝和大修時(shí)的吊罩機(jī)會(huì).

一是測(cè)量鐵心及夾件的絕緣電阻.

二是對(duì)未絕緣處理的鐵心接地聯(lián)結(jié)片（或聯(lián)結(jié)線）絕緣包扎處理，

三是將接地線外引至運(yùn)行中便于測(cè)量處，定期檢測(cè)鐵心接地電流，一般在0.5A左右或更小。

2、加強(qiáng)干式變壓器運(yùn)行監(jiān)督，將電氣試驗(yàn)和定期氣相色譜分析結(jié)合起來(lái)。

一是結(jié)合運(yùn)行巡視定期測(cè)量鐵心接地電流。

二是嚴(yán)格干式變壓器油色譜分析周期；注意：用三比值法判斷鐵心接地故障，必須在油中各種氣體含量足夠高（一般是超出注意值）的前提下，對(duì)各種氣體含量正常的干式變壓器，其比值沒(méi)有意義，否則，容易誤判，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

3、鐵心接地故障的干式變壓器，若立即停電查找和消缺困難，可采取臨時(shí)措施，對(duì)接地電流大的情況，可在接地回路中臨時(shí)串入電阻（電阻兩側(cè)并入220V～380V的低壓避雷器為易，已防止電阻開(kāi)路），此時(shí)接地電流可以限制在100mA，也可打開(kāi)正常的鐵心接地點(diǎn)，這樣可以減少流過(guò)硅鋼片的電流，降低鐵心發(fā)熱程度，防止故障的發(fā)展；但在此期間必須加強(qiáng)色譜的跟蹤分析和接地電流的測(cè)量。

4、現(xiàn)場(chǎng)一旦發(fā)現(xiàn)干式變壓器鐵心多點(diǎn)接地，一般可不要急于采取吊罩查找和處理多余接地故障點(diǎn)的辦法；若絕緣電阻低，可通過(guò)正常接地點(diǎn)，對(duì)鐵心施加交流電燒熔或直流電容器儲(chǔ)能脈沖放電，燒除多余接地點(diǎn)，干式變壓器不吊罩處理接地故障可以節(jié)省大量人力和物力，而且可以避免干式變壓器長(zhǎng)期停電帶來(lái)的各種損失和影響，是一種行之有效的方案。若絕緣電阻并不低，可少量放油后，打開(kāi)接地套管，通過(guò)檢查和處理接地引線進(jìn)行消缺。處理前后要有色譜分析數(shù)據(jù)給予支撐.

5、吊罩后鐵心外觀檢查，若不能直接發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，可采取如下方法查找；

一是測(cè)量穿芯螺栓和絕緣緊固件的絕緣電阻，判定夾件是否碰及鐵心；

二是在鐵心和地之間接入萬(wàn)用表，通過(guò)電阻的變化尋找，對(duì)可能接地點(diǎn)可用絕緣紙板橫掃，觀察萬(wàn)用表指針變化，確定具體位置；

三是交流或直流加壓，觀察放電聲音或燒熔的煙氣等等。一旦找出了絕緣薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)合具體情況均要采取加強(qiáng)絕緣的措施，不得已時(shí)需要吊器身或返廠修理。

6、在干式變壓器的設(shè)計(jì)和制造時(shí)，應(yīng)充分考慮鐵心對(duì)地及夾件絕緣的余度，合理空間布置，對(duì)有可能影響絕緣的部位或金屬部件，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行絕緣包扎處理。

鐵心接地故障及分析處理實(shí)例：

如某臺(tái)SFZ7---31500/110的全密封干式變壓器，運(yùn)行過(guò)程中輕瓦斯發(fā)信，色譜分析總烴高，鐵芯絕緣等電氣試驗(yàn)項(xiàng)目均合格，拆下接地套管發(fā)現(xiàn)內(nèi)部引線短接鐵芯，隨對(duì)內(nèi)部接地引線絕緣包扎處理；某臺(tái)SFSZ7---150000/220干式變壓器，安裝吊罩外觀未發(fā)現(xiàn)鐵芯多余接地點(diǎn)，而鐵芯絕緣電阻不到1MΩ，分析認(rèn)為系鐵芯木質(zhì)墊腳干燥不良引起，現(xiàn)場(chǎng)在干式變壓器本體底部加電熱爐加溫和熱油循環(huán)干燥處理，使鐵芯絕緣達(dá)到5 MΩ，投運(yùn)后靠干式變壓器運(yùn)行自身溫度，鐵芯絕緣電阻逐步升高。

小結(jié)：

干式變壓器鐵心由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，出現(xiàn)多點(diǎn)接地故障的因素多，形式多種多樣，一旦出現(xiàn)就會(huì)影響干式變壓器安全運(yùn)行，必須從設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行維護(hù)方面共同采取預(yù)防措施，嚴(yán)格執(zhí)行家電力公司二十五項(xiàng)反事故技術(shù)措施要求，加強(qiáng)色譜和電氣試驗(yàn)監(jiān)督，做好早期診斷工作，進(jìn)行綜合分析判斷，通過(guò)以上分析和處理實(shí)例，必須針對(duì)不同情況確定具體處理辦法，才能節(jié)約處理故障的資金和時(shí)間，將故障損失降低到較低限度。

第三章：干式變壓器近距離出口短路損壞事故的判別處理和預(yù)防

隨著民經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展，電力系統(tǒng)裝機(jī)容量日益增長(zhǎng)，系統(tǒng)內(nèi)的短路容量和短路電流大為提高，而在系統(tǒng)中運(yùn)行的電力干式變壓器，就難免碰到近距離出口的各類(lèi)短路事故，事故的短路電流流經(jīng)干式變壓器，使干式變壓器由承受正常的負(fù)載電流驟變?yōu)閿?shù)十倍負(fù)載電流的短路電流，在暫態(tài)過(guò)程中往往產(chǎn)生較正常運(yùn)行大數(shù)百倍的機(jī)械應(yīng)力而使干式變壓器損壞；干式變壓器近距離出口短路引發(fā)繞組變形、絕緣損壞、線圈燒毀，甚至涉及鐵心損壞、油箱變形，一般造成干式變壓器掉閘，退出運(yùn)行，影響對(duì)社會(huì)供電，就干式變壓器本身都需要立即進(jìn)行修理，造成的損失巨大。

一、出口短路故障對(duì)電力干式變壓器的危害

電力干式變壓器是靠絕緣的高壓導(dǎo)線、母線導(dǎo)流排或高壓電纜，通過(guò)斷路器分別與發(fā)電機(jī)組、電力系統(tǒng)、配電母線和用戶配電線路相聯(lián)結(jié)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中，時(shí)常遇到二次側(cè)發(fā)生的各種短路故障，使回路阻抗大幅度減小，在一、二次繞組中產(chǎn)生一個(gè)大的短路電流，該電流的大小往往與多種因素有關(guān)，如：短路的位置、短路發(fā)生瞬間的相位、短路阻抗和短路時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行方式等，并隨系統(tǒng)短路容量和單臺(tái)干式變壓器容量的增加而增大，由于斷路器及相關(guān)自動(dòng)裝置存在固有的動(dòng)作時(shí)間，短路故障點(diǎn)也就不可能零時(shí)間切除，干式變壓器難免受到短路電流的沖擊，通常短路電流為額定運(yùn)行電流的十幾倍至幾十倍，這樣大的短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力和熱量，將危及電力干式變壓器的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性能，使之遭到嚴(yán)重破壞，影響電力干式變壓器的正常運(yùn)行。

1.出口短路產(chǎn)生的電動(dòng)力對(duì)電力干式變壓器的危害

電力干式變壓器運(yùn)行過(guò)程中繞組通過(guò)電流，由于電流和漏磁場(chǎng)的存在，繞組上將產(chǎn)生電動(dòng)力，該電動(dòng)力與漏磁通密度和通過(guò)電流的大小成正比，也即與通過(guò)電流的平方成正比，電力干式變壓器正常運(yùn)行時(shí)作用在導(dǎo)線上的電動(dòng)力很小，但，突然短路時(shí)，十幾倍至幾十倍的短路電流將產(chǎn)生幾百至上千倍額定時(shí)的電動(dòng)力，可能造成電力干式變壓器的繞組失穩(wěn)變形，絕緣受傷，匝間（餅間）短路，進(jìn)而使干式變壓器損壞。電力干式變壓器承受電動(dòng)力的破壞作用往往表現(xiàn)在：繞組的壓緊件變形損壞，嚴(yán)重時(shí)上夾件的鋼支板被頂彎、壓釘支板脫落，壓釘彎曲位移，端部紙（木）壓包環(huán)崩裂，引線木支架斷裂損壞等，同時(shí)還會(huì)造成繞組變形，內(nèi)側(cè)繞組被局部壓彎，外側(cè)繞組被拉松動(dòng)或拉斷；繞組線餅沿軸向發(fā)生變形，線餅間的油間隙變小，墊塊發(fā)生位移，破壞匝（餅）間絕緣，引起絕緣擊穿。

另外，電力干式變壓器多次承受出口短路沖擊，有些即使沒(méi)有發(fā)生絕緣擊穿而引起干式變壓器掉閘，但其繞組已經(jīng)產(chǎn)生多次累積變形，這些變形使繞組的機(jī)械和絕緣強(qiáng)度降低，在再次受到過(guò)電流或過(guò)電壓沖擊，甚至在正常鐵磁諧振過(guò)電壓的作用下，都可能造成內(nèi)部絕緣擊穿，致使干式變壓器損壞。

2 .出口短路引起過(guò)熱對(duì)電力干式變壓器的危害

電力干式變壓器繞組的電阻損耗與通過(guò)電流的平方和通過(guò)電流的時(shí)間呈正比，即W=I2Rt，在短路過(guò)程中，幾十倍額定的短路電流，會(huì)使其電阻損耗增加幾百倍，這是鐵心和漏次損耗也會(huì)大幅度增加；這些損耗都將轉(zhuǎn)化為熱能使繞組的溫度上升，由于短路的時(shí)間很短，一般僅為幾秒鐘，IEC76—5規(guī)定t=2s，產(chǎn)生的熱能來(lái)不及向外擴(kuò)散，將全部用來(lái)使繞組溫度升高；按標(biāo)《電力干式變壓器第5部分：承受短路的能力》規(guī)定，電力干式變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，繞組銅導(dǎo)線允許溫度為2500C（2），設(shè)計(jì)起始溫度1050C，此時(shí)，只要干式變壓器保護(hù)裝置和斷路器能夠可靠、及時(shí)動(dòng)作，短路電流的持續(xù)時(shí)間一般不會(huì)超過(guò)干式變壓器的熱穩(wěn)定要求，因此，電力干式變壓器熱穩(wěn)定破壞的可能性也就較小，只有在繼電保護(hù)裝置拒動(dòng)，短路電流長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)繞組，才有可能破壞電力干式變壓器的熱穩(wěn)定性能，燒壞干式變壓器。

電力干式變壓器在出口短路時(shí)巨大短路電流引起的過(guò)熱和電動(dòng)力共同作用下，會(huì)遭到不同程度的破壞，有關(guān)技術(shù)人員需要針對(duì)短路故障的性質(zhì)、短路電流的大小，短路點(diǎn)距出口距離的遠(yuǎn)近、干式變壓器繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況、油色譜分析可燃性特征氣體含量，掉閘后的干式變壓器還要根據(jù)直流電阻、繞組變形、空載損耗等電氣試驗(yàn)參數(shù)等，進(jìn)行綜合的分析判斷，根據(jù)損壞程度，迅速確定干式變壓器是否可以繼續(xù)運(yùn)行，制定修復(fù)方案。

二、 電力干式變壓器經(jīng)受出口短路后的檢查試驗(yàn)及要求

電力干式變壓器在實(shí)際運(yùn)行中一旦發(fā)生出口短路，特別是電氣距離不足2km范圍內(nèi)的近距離短路故障，不管與否引起干式變壓器掉閘，都必須進(jìn)行相應(yīng)的檢查和試驗(yàn)，必要時(shí)要停電進(jìn)行全面電氣試驗(yàn)和根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果吊開(kāi)鐘罩進(jìn)行內(nèi)部檢查。

1.外觀檢查。仔細(xì)檢查干式變壓器外殼有無(wú)明顯凹凸，箱體焊縫是否滲漏油，檢查壓力釋放裝置的動(dòng)作情況，檢查瓦斯繼電器是否動(dòng)作或發(fā)出信號(hào)、是否集有可燃性氣體，對(duì)仍在運(yùn)行的電力干式變壓器要注意辨別聲音是否異常，正常運(yùn)行會(huì)發(fā)出連續(xù)均勻、輕微的“嗡嗡”聲，若聲音不均勻或有特殊聲音，即視為不正常，如出現(xiàn)電焊機(jī)聲音、劈啪放電聲音等。

2.取油樣進(jìn)行氣相色譜分析。干式變壓器油在電力干式變壓器中主要起絕緣和冷卻散熱的作用，但干式變壓器內(nèi)部一旦發(fā)生過(guò)熱和放電故障時(shí)，干式變壓器油和其它絕緣材料就會(huì)發(fā)生化學(xué)分解，產(chǎn)生特定的烴類(lèi)氣體和H2、碳氧化物等，這些氣體的數(shù)量和產(chǎn)氣速度往往又與故障的溫度密切相關(guān)；隨著故障溫度的升高，產(chǎn)氣量較大的烴類(lèi)氣體依次為CH4、C2H6、C2H4、C2H2。測(cè)量特征氣體的成分和含量（3），來(lái)分析電力干式變壓器內(nèi)部發(fā)熱或放電點(diǎn)的溫度，可以確定電力干式變壓器經(jīng)受出口短路后是否遭到破壞；出口短路會(huì)引起繞組的匝間（餅間）短路，系瞬間高能量的工頻續(xù)流放電，有時(shí)涉及固體絕緣；因此C2H2含量的變化往往較大，其次是C2H4、 C2H6、CH4等。若經(jīng)受短路破壞的時(shí)間較長(zhǎng)，CO、CO2的含量也會(huì)明顯增加。

3.直流電阻測(cè)量。電力干式變壓器繞組的直流電阻在出廠和良好狀態(tài)下，三相數(shù)值基本平衡；測(cè)量直流電阻可以方便有效的考核繞組縱絕緣和回路的聯(lián)結(jié)情況，能發(fā)現(xiàn)電力干式變壓器出口短路引起的匝（餅）間短路，繞組斷股等故障，如某相電阻異常增加，該相繞組即可能有斷股現(xiàn)象，說(shuō)明電力干式變壓器遭受了嚴(yán)重的沖擊破壞，不能投入運(yùn)行。

繞組的介質(zhì)損耗和電容量測(cè)量。當(dāng)電力干式變壓器發(fā)生局部機(jī)械變形時(shí)，其繞組間以及對(duì)鐵心和外殼的相對(duì)位置會(huì)發(fā)生變化，其電容量也將隨之變化；雖然電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程僅從絕緣的角度對(duì)介質(zhì)損耗值做了規(guī)定；但嚴(yán)重的繞組變形會(huì)引起電容量的明顯變化，所以，在檢查承受短路沖擊后的電力干式變壓器是否發(fā)生嚴(yán)重變形時(shí)，被測(cè)電容值與歷史數(shù)據(jù)比較也非常重要，當(dāng)變化值超過(guò)10%時(shí)就要引起注意。

繞組變形試驗(yàn)。電力干式變壓器局部機(jī)械變形后的繞組，其內(nèi)部的電感、電容等分布參數(shù)必然發(fā)生相對(duì)變化；用頻率響應(yīng)法診斷繞組變形情況因其靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，近幾年被得到廣泛應(yīng)用；可以通過(guò)比較兩次測(cè)得的頻響特性曲線的相關(guān)系數(shù)，判定繞組是否發(fā)生變形和變形的嚴(yán)重程度。在沒(méi)有原始數(shù)據(jù)的情況下，也可以通過(guò)比較三相繞組間的頻響特性曲線的差異，或同廠家、同類(lèi)型電力干式變壓器繞組之間的差異，對(duì)繞組變形情況作出判斷。若試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)頻響特性曲線的相關(guān)系數(shù)小于0.5，電力干式變壓器應(yīng)立即退出運(yùn)行。

低電壓短路阻抗試驗(yàn)。短路阻抗法是判斷電力干式變壓器繞組變形的傳統(tǒng)方法，雖然其靈敏度低于頻率響應(yīng)法，僅對(duì)繞組變形比較嚴(yán)重的電力干式變壓器有效，但該試驗(yàn)方法相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)試驗(yàn)設(shè)備要求低，有出廠和歷次試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施非常簡(jiǎn)便；通過(guò)測(cè)量繞組的短路阻抗變化判斷繞組是否發(fā)生變形，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明：當(dāng)繞組的三相短路阻抗值超過(guò)3%的差異時(shí)，就應(yīng)該引起注意。

空載損耗和空載電流試驗(yàn)。電力干式變壓器經(jīng)受出口短路電流沖擊，當(dāng)出現(xiàn)線圈匝間短路或涉及鐵心絕緣時(shí)，會(huì)引起電力干式變壓器的勵(lì)磁電流增加和空載損耗損耗增大，與歷次試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，空載損耗增加10%時(shí)就應(yīng)該引起注意。

8.其他檢查試驗(yàn)項(xiàng)目。電力干式變壓器經(jīng)受出口短路后通常的試驗(yàn)項(xiàng)目還有：絕緣電阻測(cè)量，變壓比試驗(yàn)，油、紙絕緣材料的分析化驗(yàn)等等，所有試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果異常都要引起注意。

吊開(kāi)鐘罩的內(nèi)部檢查。經(jīng)過(guò)外觀檢查和各類(lèi)試驗(yàn)懷疑電力干式變壓器內(nèi)部確實(shí)存在短路沖擊故障，進(jìn)一步的檢查一般都安排在返廠進(jìn)行；若需要現(xiàn)場(chǎng)吊罩檢查，在吊開(kāi)鐘罩后，先先檢查繞組的外部可見(jiàn)部分有無(wú)變形、變色和斷匝，緊固件是否完整無(wú)損；鐵心和線圈引線有無(wú)明顯的燒傷痕跡，線圈和鐵心表面有無(wú)燒熔的金屬顆粒和繞組內(nèi)部噴出的絕緣紙灰等異常，然后依次吊出各繞組逐一進(jìn)行檢查，視現(xiàn)場(chǎng)情況可以一直檢查至內(nèi)側(cè)繞組的絕緣紙筒。若外觀檢查即發(fā)現(xiàn)損壞程度嚴(yán)重，需要更換線圈或有關(guān)絕緣件，應(yīng)立即停止檢查，以便減少干式變壓器器身在空氣中的暴露時(shí)間，減輕絕緣受潮程度，為下一步修復(fù)提供方便。

二、干式變壓器返廠修復(fù)的實(shí)例

1.事故發(fā)生情況簡(jiǎn)介：

某主變（SFSZ7—40000/110），1996年產(chǎn)品，97年12月投運(yùn)；2002年10月22日14點(diǎn)20分，因10KV的出線戶外電纜頭三相短路爆炸，引發(fā)干式變壓器差動(dòng)保護(hù)、過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，干式變壓器高、中、低三側(cè)開(kāi)關(guān)掉閘。10KV電纜戶外頭（也即故障點(diǎn)）距干式變壓器出口約100米，電纜故障切除時(shí)間為0.36S，10KV電纜出線保護(hù)動(dòng)作的同時(shí)干式變壓器過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，隨后經(jīng)0.04S干式變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，又經(jīng)0.4S干式變壓器開(kāi)關(guān)掉閘，故障錄波分析流經(jīng)干式變壓器10KV側(cè)的較大短路電流為15kA。差動(dòng)掉閘7S后干式變壓器的輕瓦斯發(fā)信號(hào)。現(xiàn)場(chǎng)外觀檢查，瓦斯繼電器油室有1/3的氣體，干式變壓器本體外觀檢查，無(wú)變形等特征。

2.現(xiàn)場(chǎng)檢查試驗(yàn)情況及初步原因分析：

當(dāng)日，迅速對(duì)該干式變壓器進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目的電氣試驗(yàn)和取油樣色譜分析；干式變壓器全部絕緣項(xiàng)目試驗(yàn)合格（2），變壓比測(cè)量合格，干式變壓器空載損耗由43.59kW上升至56.8kW；繞組直流電阻測(cè)量，高、中壓合格，低壓側(cè)直流電阻三相不平衡系數(shù)達(dá)26%，干式變壓器油的氣相色譜分析發(fā)現(xiàn)特征氣體含量異常，其中，C2H2達(dá)50ul/l，具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如表1和表2：

表1    SFSZ7—40000/110干式變壓器繞組直流電阻測(cè)量數(shù)據(jù)

表2  SFSZ7—40000/110干式變壓器油色譜分析檢測(cè) 單位：ul/l

同時(shí)查閱變電站運(yùn)行記錄，發(fā)現(xiàn)該干式變壓器在投運(yùn)后，曾在該站另一臺(tái)干式變壓器停電檢修時(shí)多次過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，并經(jīng)歷過(guò)8次類(lèi)似的近距離出口短路沖擊。由于油中溶解的特征氣體C2H2占主要成分，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)導(dǎo)則規(guī)定的5ul/l的注意值，可以斷定干式變壓器內(nèi)部發(fā)生了高能量的電弧放電，又低壓線圈直流電阻嚴(yán)重不平衡，再加上故障瞬間干式變壓器低壓繞組經(jīng)受了15kA短路電流的沖擊，結(jié)合干式變壓器空載損耗上升和以往運(yùn)行情況，初步認(rèn)定干式變壓器低壓線圈因受短路沖擊而損壞，干式變壓器無(wú)法繼續(xù)投入運(yùn)行。由于干式變壓器為鐘罩焊死的全密封結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)不具備吊罩進(jìn)行進(jìn)一步檢查和處理的條件，只能返廠進(jìn)行修理。

3.返廠吊罩檢查和修理情況：

干式變壓器返廠后，割開(kāi)鐘罩和底盤(pán)的聯(lián)結(jié)焊縫，吊開(kāi)鐘罩及線包檢查，高壓線包、鐵心和外部可視的所有部件正常，各緊固件無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，外觀清潔，絕緣正常；吊出的高、中壓線圈皆無(wú)變形和損傷，而三個(gè)低壓線圈都有不同程度變形，其中a相較嚴(yán)重，c相較輕微，a相沿線包縱向2/3的繞組收縮變形嚴(yán)重，有3匝線圈的絕緣燒損，低壓線圈的內(nèi)襯還氧樹(shù)脂筒無(wú)損傷和變形。由于返廠的同時(shí)，我們就考慮到低壓線圈損壞的可能性大，必須進(jìn)行更換，固由制造廠提前制作了同結(jié)構(gòu)的低壓線圈，并進(jìn)行干燥處理；確認(rèn)故障后，就立即更換了三個(gè)低壓線圈及部分絕緣材料，將原高、中壓線圈繼續(xù)使用；由于干式變壓器本體及相關(guān)絕緣材料暴露在空氣中的時(shí)間僅48小時(shí)，大大縮短了干式變壓器的干燥處理時(shí)間，經(jīng)在工廠氣相干燥40小時(shí)，干式變壓器即通過(guò)了全部的出廠交接驗(yàn)收試驗(yàn)；考慮現(xiàn)場(chǎng)供電負(fù)荷緊張，干式變壓器總裝結(jié)束后即運(yùn)回變電站；經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝試驗(yàn)合格后，投入運(yùn)行正常。由于運(yùn)輸方便，距離短，事故搶修準(zhǔn)備充分，組織得力，從事故發(fā)生到干式變壓器再次投入運(yùn)行，僅用15天。

4.干式變壓器損壞的原因分析：

由于干式變壓器本身抗短路沖擊的能力較差，再加上中、低壓繞組的短路阻抗較小；從干式變壓器運(yùn)行歷史情況看，在經(jīng)多次發(fā)生低壓側(cè)近距離出口短路時(shí)，干式變壓器繞組多次承受強(qiáng)大的電動(dòng)力沖擊和瞬間過(guò)熱，引起低壓繞組蠕變形和絕緣材料局部損壞，數(shù)次積累的破壞效應(yīng)，較終導(dǎo)致低壓線包損壞是該次干式變壓器發(fā)生事故的直接原因。

五、預(yù)防干式變壓器短路事故的措施：

1.隨著現(xiàn)代電網(wǎng)裝機(jī)容量的增大，電力系統(tǒng)用電負(fù)荷高，系統(tǒng)短路容量大，短路電流劇增，而干式變壓器在科研、設(shè)計(jì)和制造中，抗出口短路沖擊的能力跟不上，又加配電系統(tǒng)出線多，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，配電設(shè)備事故時(shí)有發(fā)生；是近幾年干式變壓器近距離出口短路損壞事故增多的主要原因。

2.干式變壓器近距離出口短路瞬間，強(qiáng)大的短路電流通過(guò)干式變壓器，引起嚴(yán)重過(guò)熱和承受強(qiáng)大電動(dòng)力，引起干式變壓器繞組變形和絕緣材料損壞，是干式變壓器損壞的直接原因；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析判別，一旦確定繞組變形和絕緣材料損壞，只能盡快修復(fù)，線圈修整或更換；實(shí)踐證明：干式變壓器在現(xiàn)場(chǎng)能夠更換線圈，這樣既能縮短修復(fù)時(shí)間，又可減少返廠裝運(yùn)費(fèi)用，只要采取必要的防受潮和干燥等措施，應(yīng)該是經(jīng)濟(jì)可行的，但必須針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和技術(shù)條件等具體確定。

3.電力干式變壓器出口短路危害極大，造成的損失巨大；由于中低壓繞組間的短路阻抗較小，一般低壓線圈損壞的幾率較大，其次是中壓線圈。先先應(yīng)從制造廠做起，考慮采取防止線圈失穩(wěn)的有效綜合措施，做為制造廠一是應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，電磁計(jì)算方面盡量反應(yīng)繞組的實(shí)際受力狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)繞組安匝平衡，并留有足夠的設(shè)計(jì)裕度；二是低壓線圈宜用自粘式導(dǎo)線和用硬板絕緣紙筒做內(nèi)襯，并適當(dāng)增加撐條根數(shù)；三是增加鐵軛夾件和壓包環(huán)強(qiáng)度，合理壓釘?shù)臄?shù)量和位置，防止繞組的端部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和變形；四是要改善工藝，所有絕緣墊塊應(yīng)進(jìn)行預(yù)密化處理，使其收縮率下降至較低限度，同時(shí)繞組的制作要密實(shí)牢固，線圈采取整體套裝工藝。

減少電力干式變壓器出口短路損壞事故，做為運(yùn)行單位一是在設(shè)備選型定貨時(shí)，應(yīng)盡量選用通過(guò)短路試驗(yàn)的干式變壓器制造廠家，并合理選擇容量和適當(dāng)提高短路阻抗，盡量減少不必要的調(diào)壓分節(jié)抽頭。二是要提高干式變壓器近距離出線的絕緣水平，優(yōu)化電力干式變壓器低壓側(cè)的運(yùn)行環(huán)境，如：采用高可靠性的封閉絕緣母線，母線橋加裝熱縮絕緣護(hù)套，盡量采用電纜出線，2km范圍內(nèi)的架空線路使用絕緣架空線等；減少低壓相聯(lián)結(jié)設(shè)備的絕緣事故幾率，以降低近距離故障的影響和危害；三是并列運(yùn)行的電力干式變壓器可考慮加裝保護(hù)自投裝置，正常方式開(kāi)環(huán)運(yùn)行，以減少短路時(shí)流過(guò)干式變壓器的短路電流。四是提高繼電保護(hù)裝置的快速性，采用微機(jī)保護(hù)裝置，盡量壓縮系統(tǒng)中保護(hù)的動(dòng)作級(jí)差，縮短低壓側(cè)斷路器的掉閘時(shí)間，縮短短路電流通過(guò)電力干式變壓器的作用時(shí)間。

電力干式變壓器近距離出口短路后，應(yīng)盡快判別繞組是否變形和絕緣是否損壞，以便確定干式變壓器是否繼續(xù)投運(yùn)；一是盡快進(jìn)行油色譜分析，根據(jù)氣體組分含量進(jìn)行分析，一旦C2H2急劇上升，說(shuō)明線圈可能燒壞或燒斷，線包絕緣遭到破壞。二是進(jìn)行全面電氣試驗(yàn)，排除線圈絕緣損壞的可能，直流電阻測(cè)量是發(fā)現(xiàn)繞組是否損壞的較有效手段。三是進(jìn)行干式變壓器繞組變形測(cè)量工作，要與以往測(cè)量的頻響特性曲線進(jìn)行橫向和縱向?qū)Ρ确治觯卸娏Ω墒阶儔浩骼@組是否變形。四是在不能確定的條件下，應(yīng)進(jìn)行吊罩檢查，未經(jīng)全面檢查和綜合分析，干式變壓器不得投入運(yùn)行。檢查結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，必須將氣相色譜分析和相關(guān)電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)、外觀檢查情況、自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況等有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行綜合的分析判斷，才能準(zhǔn)確的對(duì)故障定性和定量識(shí)別，這也是電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程一再明確的要求。

減少低壓出口短路故障的幾率，要保證干式變壓器低壓部分具有良好的絕緣水平，除加強(qiáng)檢修維護(hù)外，可采取如下措施：一是設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用封閉母線，減少外來(lái)天氣和污穢等因素的影響；二是對(duì)干式變壓器外部引出線或母排進(jìn)行絕緣封閉改造，特別是對(duì)中相絕緣進(jìn)行封閉，防止異物引起的相間短路；三是提高絕緣件的泄露比距，如10KV支柱采用35KV電壓等級(jí)的絕緣子，35KV支柱采用66KV電壓等級(jí)的絕緣子等，防止對(duì)地短路；四是配電裝置在空間允許的條件下，加大相間空氣絕緣距離，提高相間抗短路能力，開(kāi)關(guān)柜的尺寸不能過(guò)分強(qiáng)調(diào)小型化；五是對(duì)電纜出線或室內(nèi)布置結(jié)構(gòu)，針對(duì)具體情況采取相應(yīng)提高絕緣水平的可行措施。

認(rèn)真貫徹執(zhí)行家電網(wǎng)公司2005年頒布的十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施；一是對(duì)容性電流超標(biāo)（10KV系統(tǒng)小于10A）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，應(yīng)加裝消弧線圈自動(dòng)補(bǔ)償裝置，防止單相接地故障發(fā)展成為相間短路。二是電纜出線的線路由于發(fā)生的故障多為永久性故障，應(yīng)該停用重合閘裝置，對(duì)變電站出線多且易發(fā)生故障的架空線路也應(yīng)采取此措施，以減少電力干式變壓器承受短路沖擊的幾率。

三是加強(qiáng)防污閃措施的實(shí)施力度，提高設(shè)備的泄漏比距，在此建議電力干式變壓器10KV、35KV套管選用時(shí)絕緣水平提高一個(gè)電壓等級(jí)，因此對(duì)整個(gè)干式變壓器的造價(jià)也無(wú)多大影響，切實(shí)防止套管污閃引起零距離出口短路事故。四是對(duì)運(yùn)行年久，運(yùn)行溫度一直偏高的電力干式變壓器開(kāi)展抗短路能力的校核工作，采取包括改造在內(nèi)的提高抗短路能力措施，必要時(shí)進(jìn)行油中糠醛含量和取紙樣做聚合度測(cè)量，對(duì)絕緣老化嚴(yán)重的加強(qiáng)跟蹤監(jiān)督。

目前，內(nèi)外制造的大型干式變壓器還不能完全適應(yīng)各種近距離出口短路沖擊的要求，特別是對(duì)可能頻繁承受近距離出口短路沖擊的干式變壓器，除選型和制造時(shí)考慮增大短路阻抗外，還應(yīng)考慮加裝外附的串聯(lián)電抗器（注意和電容器組的配合），以減少短路時(shí)流過(guò)干式變壓器的電流。

9.防止干式變壓器近距離出口短路損壞事故，是一項(xiàng)系統(tǒng)的綜合性工作，除采取以上的措施外，還應(yīng)考慮：

（a）對(duì)事故頻發(fā)的配電線路加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，在加強(qiáng)和提高線路絕緣水平上下功夫；

（b）采取防止小動(dòng)物破壞的措施，高壓室內(nèi)及電纜溝的孔洞進(jìn)行封堵，裸漏導(dǎo)電部分加裝熱縮護(hù)套；

（c）提高繼電保護(hù)及其自動(dòng)裝置的正確動(dòng)作率，防止保護(hù)拒動(dòng)、越級(jí)或延時(shí)掉閘；

（d）對(duì)雙電源供電的配電線路，應(yīng)考慮停用斷路器重合閘的可能，也可研究考慮加裝自動(dòng)投切裝置，減少電力干式變壓器承受短路電流沖擊的次數(shù).

（e）配電設(shè)備發(fā)生短路事故，不管電力干式變壓器是否掉閘，都應(yīng)該對(duì)事故情況進(jìn)行技術(shù)分析，特別要對(duì)流經(jīng)干式變壓器短路電流的大小和時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，必要時(shí)對(duì)干式變壓器油色譜化驗(yàn)分析；

（f）認(rèn)真開(kāi)展電力干式變壓器繞組變形的測(cè)量工作，普查干式變壓器頻響特性，對(duì)發(fā)生過(guò)近距離出口短路的干式變壓器，適時(shí)進(jìn)行比較分析。（g）合理安排電網(wǎng)的運(yùn)行方式，區(qū)域性電網(wǎng)應(yīng)考慮分層分區(qū)運(yùn)行，以限制系統(tǒng)的整體短路容量。（h）做好變電站和輸配電線路防雷工作，完善防雷措施，防止雷擊引起的瞬間短路故障。

3、8網(wǎng)公司2005年預(yù)防干式變壓器事故的措施：防止干式變壓器短路損壞事故的十項(xiàng)措施

1. 容性電流超標(biāo)的不接地系統(tǒng)，宜裝設(shè)有自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償功能的消弧線圈或其它設(shè)備，防止單相接地發(fā)展成相間短路。

2. 采取分列運(yùn)行及適當(dāng)提高干式變壓器短路阻抗、加裝限流電抗器等措施，降低干式變壓器短路電流。

3. 電纜出線故障多為永久性的，因此不宜采用重合閘。例如：對(duì)6-10kV電纜或短架空出線多，且發(fā)生短路事故次數(shù)多的變電站，可考慮停用線路自動(dòng)重合閘，防止干式變壓器連續(xù)遭受短路沖擊。

4. 加強(qiáng)防污工作，防止相關(guān)變電設(shè)備外絕緣污閃。對(duì)110kV及以上電壓等級(jí)變電站電瓷設(shè)備的外絕緣，可以采用調(diào)整爬距、加裝硅橡膠輔助傘裙套，涂防污閃涂料，提高外絕緣清掃質(zhì)量等措施，避免發(fā)生污閃、雨閃和冰閃。特別是干式變壓器的低壓側(cè)出線套管，應(yīng)有足夠的爬距和外絕緣空氣間隙，防止干式變壓器套管端頭間閃絡(luò)造成出口短路。

5. 加強(qiáng)對(duì)低壓母線及其所聯(lián)接設(shè)備的維護(hù)管理，如母線采用絕緣護(hù)套包封等；防止小動(dòng)物進(jìn)入造成短路和其它意外短路；加強(qiáng)防雷措施；防止誤操作；堅(jiān)持干式變壓器低壓側(cè)母線的定期清掃和耐壓試驗(yàn)工作。

6. 加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜管理，防止配電室“火燒連營(yíng)”。當(dāng)干式變壓器發(fā)生出口或近區(qū)短路時(shí)，應(yīng)確保開(kāi)關(guān)正確動(dòng)作切除故障，防止越級(jí)跳閘。

7. 對(duì)10kV的線路，變電站出口2公里內(nèi)可考慮采用絕緣導(dǎo)線。

8.隨著電網(wǎng)系統(tǒng)容量的增大，有條件時(shí)可開(kāi)展對(duì)早期干式變壓器產(chǎn)品抗短路能力的校核工作，根據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況有選擇性地采取措施，包括對(duì)干式變壓器進(jìn)行改造。

9. 對(duì)運(yùn)行年久、溫升過(guò)高或長(zhǎng)期過(guò)載的干式變壓器可進(jìn)行油中糠醛含量測(cè)定，以確定絕緣老化的程度，必要時(shí)可取紙樣做聚合度測(cè)量，進(jìn)行絕緣老化鑒定。

10. 對(duì)早期的薄絕緣、鋁線圈且投運(yùn)時(shí)間超過(guò)二十年的老舊干式變壓器，應(yīng)加強(qiáng)跟蹤，干式變壓器本體不宜進(jìn)行涉及器身的大修。若發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重缺陷，如繞組嚴(yán)重變形、絕緣嚴(yán)重受損等，應(yīng)安排更換。

結(jié)束語(yǔ)：

干式變壓器近距離出口短路損壞事故，危害嚴(yán)重，損失巨大，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；正確的綜合分析，盡快判別故障性質(zhì)，對(duì)制定修復(fù)方案，迅速恢復(fù)運(yùn)行，至關(guān)重要；采取綜合性的治理和預(yù)防措施，針對(duì)性的減少配電事故，減少干式變壓器近距離出口短路的幾率，確保干式變壓器安全運(yùn)行，必須引起制造廠、檢修和運(yùn)行單位的高度重視。

一起10kV干式變壓器高壓繞組斷線故障的分析處理

1、概述

2007年11月15日某變電站316間隔1#接地站用變發(fā)生故障，316斷路器跳閘，故障切除。事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，該站用變A相靠近三角形的線圈處，有2處擊穿痕跡，且A、B兩相三角形線圈處聯(lián)接螺栓都有電弧灼傷痕跡。

2、干式變壓器參數(shù)

型號(hào)DKSC-400/10.5額定電壓10500/400V額定容量400/80KVA冷卻方式AN聯(lián)接組別ZNyn11使用條件戶內(nèi)生產(chǎn)序號(hào)2000W100生產(chǎn)廠家沈?yàn)H干式變壓器制造公司生產(chǎn)日期2000－3投運(yùn)日期2001－13

3.1原理接線

該干式變壓器聯(lián)接組別為ZNyn11，為星三角形混合接線，其原理接線如下圖

 3.2絕緣電阻測(cè)量

測(cè)量位置H-LgL-Hg絕緣電阻值（兆歐）10000、10000

3.3運(yùn)行檔位直流電阻測(cè)量

高壓側(cè)相間測(cè)量位置A0B0C0高壓側(cè)相間直流電阻值（歐姆）高壓側(cè)線間測(cè)量位置ABBCCA高壓側(cè)線間直流電阻值（歐姆）低壓側(cè)測(cè)量位置a0b0c0低壓側(cè)直流電阻值（毫歐）

由故障檢測(cè)可知，該干式變壓器A相斷線。造成該干式變壓器斷線并且有如上的電弧灼傷痕跡的可能原因有以下2種：

某處發(fā)生單相接地短路，單相接地電弧發(fā)生間歇性的熄滅與重燃，產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓，其幅值可達(dá)3.5倍相電壓或者更高。由于電弧造成相間或匝間短路，對(duì)電氣設(shè)備的絕緣造成極大的危害，在絕緣薄弱處形成擊穿。b）繞組絕緣不良導(dǎo)致匝間短路、導(dǎo)線焊接不良、引線連接松動(dòng)等缺陷引起局部過(guò)熱使絕緣損壞，由于持續(xù)發(fā)熱造成絕緣的離解，從而引起空氣離解，破壞了周?chē)諝獾慕^緣，容易發(fā)生相間或匝間短路，在短路電流沖擊下可能造成斷線，斷點(diǎn)處產(chǎn)生高溫電弧引起多處絕緣薄弱的地方放電擊穿，設(shè)備損壞。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)一起110KV干式變壓器高壓繞組斷股故障的處理實(shí)例，對(duì)繞組直流電阻的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，并結(jié)合故障后油中特征氣體含量的變化情況，介紹類(lèi)似故障的分析和試驗(yàn)方法，提出預(yù)防事故的綜合防范措施。

1、引言

大型電力干式變壓器繞組中的電流很大，為降低繞組中的渦流損耗，在制造過(guò)程中其繞組大多采用數(shù)根相同的導(dǎo)線并聯(lián)而成；為使繞組中并聯(lián)的每根導(dǎo)線的長(zhǎng)度和直流電阻基本相等，使各導(dǎo)線在正常運(yùn)行時(shí)通過(guò)的電流均等，降低并聯(lián)導(dǎo)線之間的循環(huán)電流，以節(jié)約銅材、提高材料利用率和降低干式變壓器的附加損耗，并聯(lián)導(dǎo)線通常需要進(jìn)行換位；由于糾結(jié)式繞組的換位糾結(jié)線需要進(jìn)行焊接，對(duì)接頭焊接質(zhì)量要求嚴(yán)格，再加換位導(dǎo)線在換位處的爬坡較陡，在干式變壓器承受短路電流沖擊的瞬間，承受的電動(dòng)力就更為復(fù)雜，較其它部位更容易發(fā)生變形和斷線，在此結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)一起110KV干式變壓器經(jīng)受出口短路高壓繞組斷股故障的處理實(shí)例，進(jìn)行繞組直流電阻和油中特征氣體含量的試驗(yàn)分析，介紹類(lèi)似故障的分析試驗(yàn)方法，提出預(yù)防事故的綜合防范措施。2、干式變壓器斷股故障的現(xiàn)場(chǎng)特征

某型式為SZ10—50000/110的干式變壓器，采用MR型有載分接開(kāi)關(guān)，110kV高壓線圈采用4股導(dǎo)線并繞的制作結(jié)構(gòu)，繞組的導(dǎo)線從根部引出并與多股軟銅線焊接形成高壓引線；該干式變壓器2004年10月出廠，當(dāng)年12月安裝并交接驗(yàn)收試驗(yàn)合格，由于當(dāng)時(shí)負(fù)荷的原因，經(jīng)過(guò)5次全電壓沖擊并正常試運(yùn)行24小時(shí)后停運(yùn)，2006年1月10日再次并網(wǎng)運(yùn)行，低壓側(cè)經(jīng)過(guò)10kV母線帶2條10kV線路約4000kVA負(fù)載，1月18日其中一條10kV線路出線電纜頭的a、c相避雷器引線短接，造成相間放電短路，線路出線開(kāi)關(guān)掉閘，干式變壓器仍正常運(yùn)行，故障點(diǎn)距干式變壓器的電氣距離約150米；2006年1月19日20時(shí)41分，在發(fā)電機(jī)通過(guò)10kV聯(lián)絡(luò)線同期并網(wǎng)時(shí)，干式變壓器差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)、與電廠聯(lián)絡(luò)的線線路保護(hù)啟動(dòng)，瓦斯繼電器發(fā)信號(hào)，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作掉閘。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)干式變壓器外觀檢查，瓦斯繼電器內(nèi)有少量氣體，其它未發(fā)現(xiàn)箱體變形等異?，F(xiàn)象；分析差動(dòng)保護(hù)錄波發(fā)現(xiàn)三相故障電流不平衡，高壓繞組A、B、C三相電流的近似值為204A，13 2A和  1710A，二次繞組a、b、c三相電流的近似值為925A，1050A和1500A，初步判定該干式變壓器C相高壓繞組發(fā)生故障。

3、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的初步分析

為查清故障的部位及性質(zhì)，分別取油、氣樣進(jìn)行色譜分析；現(xiàn)場(chǎng)對(duì)干式變壓器進(jìn)行繞組直流電阻、變壓比、鐵心及繞組絕緣電阻、空載損耗等測(cè)量試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)干式變壓器油中特種氣體含量異常和高壓繞組三相直流電阻不平衡。

3.1關(guān)于油色譜結(jié)果的初步分析

干式變壓器故障前后油、氣氣相色譜分析結(jié)果如表1

表1 干式變壓器油、氣氣相色譜分析結(jié)果 單位：ul/l

可以看出，故障后油中特征氣體乙炔的含量占主要成分，且超出《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的5ul/l注意值，由于總烴的含量較低，未達(dá)到導(dǎo)則規(guī)定的150ul/l注意值的數(shù)值[2]，不能用三比值法進(jìn)行判斷分析；又CO、CO2等特征氣體含量變化不大，鐵心及繞組絕緣電阻、空載損耗等測(cè)量試驗(yàn)合格，結(jié)合瓦斯繼電器內(nèi)有可燃性氣體，判定該干式變壓器內(nèi)部發(fā)生高能量的電弧放電故障，該故障未涉及固體絕緣，可能集中在有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)和干式變壓器繞組等部位，與鐵心等部件關(guān)系不大。

3.2關(guān)于繞組直流電阻不平衡的初步分析

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量干式變壓器高、低壓繞組所有分接的三相直流電阻，其測(cè)試結(jié)果如表2

表2干式變壓器繞組直流電阻測(cè)試數(shù)據(jù)單位：Ω

比較表2中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，高壓側(cè)C相直流電阻明顯偏大，且各分接的三相不平衡系數(shù)皆超過(guò)25%；由于變壓比測(cè)量結(jié)果合格，低壓側(cè)直流電阻測(cè)量合格，可以排除A、B相故障和C相繞組斷匝的可能，由于C相在每個(gè)分接的直流電阻都大，且符合調(diào)壓線圈匝數(shù)變化的規(guī)律，可以排除調(diào)壓線圈和分接開(kāi)關(guān)的切換開(kāi)關(guān)部分發(fā)生故障的可能，故障的部位極有可能在主繞組和分接開(kāi)關(guān)的選擇開(kāi)關(guān)聯(lián)結(jié)部位；一是選擇開(kāi)關(guān)極性轉(zhuǎn)換器的CK點(diǎn)壓接螺栓松動(dòng)，二是高壓線圈引線與套管導(dǎo)電桿的焊接不良，三是高壓線圈根部G3點(diǎn)與引線的焊接不良，四是干式變壓器主線圈導(dǎo)線焊接點(diǎn)開(kāi)焊或斷股；又由于干式變壓器高壓線圈是4股導(dǎo)線并繞結(jié)構(gòu)，而恰恰C相直流電阻增加值在四分之一左右，C相線圈4股導(dǎo)線斷一股的可能性較大。

4、干式變壓器故障部位的進(jìn)一步確認(rèn)與修復(fù)

為進(jìn)一步查找故障部位，按照由簡(jiǎn)到繁的順序進(jìn)行檢查；干式變壓器繞組（含調(diào)壓線圈）及分接開(kāi)關(guān)的電氣接線如圖1所示。

圖1    干式變壓器繞組及分接開(kāi)關(guān)的電氣接線圖

1月20日拆除C相高壓套管，對(duì)高壓引線焊接部位（圖1中的G3點(diǎn)）進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)放電和過(guò)熱異常；又在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)干式變壓器放油，從人孔進(jìn)入檢查本體，檢查選擇開(kāi)關(guān)到調(diào)壓線圈各聯(lián)結(jié)點(diǎn)的壓接情況，其中，重點(diǎn)檢查故障相有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)選擇開(kāi)關(guān)極性轉(zhuǎn)換器的CK點(diǎn)（如圖1位置），無(wú)聯(lián)結(jié)松動(dòng)和放電痕跡；檢查干式變壓器內(nèi)部可見(jiàn)部位，未發(fā)現(xiàn)集炭發(fā)黑或過(guò)熱異常，因該干式變壓器C相線包在人孔的另一側(cè)，工作人員無(wú)法進(jìn)入而進(jìn)行更詳細(xì)檢查；又從選擇開(kāi)關(guān)的極性轉(zhuǎn)換器的CK點(diǎn)處解除調(diào)壓線圈，直接對(duì)三相主線圈的直流電阻進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得電阻值分別為RA AK=0.3156Ω，RB BK=0.3152Ω，RC CK=0.4209Ω，C相電阻值仍然明顯偏大，不平衡系數(shù)在25%以上；

22日在現(xiàn)場(chǎng)按照制造廠要求對(duì)干式變壓器吊罩進(jìn)一步檢查，外部可見(jiàn)線圈的焊接部位無(wú)發(fā)熱和燒灼痕跡；剝開(kāi)C相導(dǎo)線根部H3點(diǎn)和其它焊接部位的絕緣包扎層，焊接質(zhì)量良好，所以，判定干式變壓器故障部位在C相主線圈內(nèi)部，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果分析，具體故障部位應(yīng)該在C相繞組內(nèi)部導(dǎo)線的換位焊接點(diǎn)處；干式變壓器只能返廠檢查和修復(fù)。

干式變壓器返廠后吊出調(diào)壓線圈，在C相主線圈自下而上第28段內(nèi)層，發(fā)現(xiàn)換位處的導(dǎo)線搭接處因虛焊而被燒斷，外包的絕緣紙燒焦。對(duì)該點(diǎn)重新焊接并加強(qiáng)導(dǎo)線絕緣包扎；修復(fù)后的干式變壓器于2月5日返回變電站，安裝投運(yùn)后運(yùn)行良好。

5、故障的原因分析與防范措施

從以上的檢查試驗(yàn)過(guò)程可以知道，本次干式變壓器高壓繞組斷股故障的直接原因，應(yīng)該是線圈導(dǎo)線的焊接質(zhì)量不良引起；只所以干式變壓器能夠順利通過(guò)出廠及交接驗(yàn)收的所有試驗(yàn)項(xiàng)目，并經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而無(wú)發(fā)熱現(xiàn)象（本次故障前干式變壓器油色譜分析正常），也未暴露出故障其它象征，主要是因?yàn)椋阂皇钦y(cè)量直流電阻的電流（一般為5A--20A）較小，只要是有一定的接觸面測(cè)試結(jié)果就能合格。二是運(yùn)行后干式變壓器的實(shí)際負(fù)載電流?。ú坏筋~定電流的十分之一），四股導(dǎo)線組成的線圈僅有一股導(dǎo)線焊接質(zhì)量不良，還不會(huì)導(dǎo)致線圈過(guò)熱。

1月18日10kV出線電纜頭處的a、c相短路故障，使干式變壓器經(jīng)受了近距離出口短路電流的沖擊，雖然10kV出線開(kāi)關(guān)掉閘的同時(shí)干式變壓器未能損壞故障，但超過(guò)額定電流數(shù)倍的短路電流通過(guò)繞組導(dǎo)線，短路電流產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力和超過(guò)允許運(yùn)行溫度數(shù)倍的瞬間高溫，使繞組發(fā)生一定的變形，使導(dǎo)線換位處的不良焊接點(diǎn)遭到進(jìn)一步破壞，給本次高壓繞組斷股故障留下隱患，使干式變壓器在發(fā)電廠正常并網(wǎng)電流的擾動(dòng)下，即發(fā)生了高壓繞組斷股故障。該股導(dǎo)線燒斷時(shí)，由于干式變壓器保護(hù)動(dòng)作及時(shí)，沒(méi)有損壞相臨導(dǎo)線的絕緣而發(fā)生短路，試驗(yàn)時(shí)僅發(fā)現(xiàn)干式變壓器油中乙炔含量高和高壓繞組三相直流電阻不平衡。認(rèn)為要避免類(lèi)似故障發(fā)生，應(yīng)重點(diǎn)采取以下防范措施：

5.1干式變壓器繞組換位處的應(yīng)力集中，受力情況復(fù)雜，其焊接點(diǎn)在經(jīng)過(guò)短路電流時(shí)容易發(fā)生斷股，危急干式變壓器安全運(yùn)行，是干式變壓器制造過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；干式變壓器制造廠家應(yīng)保證焊接導(dǎo)線足夠的搭接長(zhǎng)度，改進(jìn)焊接工藝，提高焊接質(zhì)量，以適當(dāng)增加其抗彎和拉伸強(qiáng)度。

5.2落實(shí)家電網(wǎng)公司頒布的十八項(xiàng)反事故技術(shù)措施要求，減少干式變壓器低壓出口短路故障的幾率，是減少短路損壞事故的重要技術(shù)措施；除加強(qiáng)設(shè)備的檢修維護(hù)和提高裝置絕緣水平外，還應(yīng)采取減少氣候環(huán)境及污穢影響的措施，通過(guò)壓縮干式變壓器主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，縮短故障電流的作用時(shí)間等等。

5.3干式變壓器經(jīng)受出口短路電流沖擊，不管是否引起干式變壓器掉閘，應(yīng)盡快判別繞組是否變形和絕緣是否損壞，要盡快取油樣進(jìn)行油色譜化驗(yàn)，根據(jù)氣體組分含量進(jìn)行分析，一旦C2H2急劇上升，說(shuō)明線圈可能遭到破壞。有條件時(shí)應(yīng)進(jìn)行全面電氣試驗(yàn)，以排除線圈絕緣損壞的可能，直流電阻測(cè)量是發(fā)現(xiàn)繞組是否損壞的較有效手段。

5.4加強(qiáng)變電站配出線路的運(yùn)行管理，建立配電線路故障分析記錄，記錄應(yīng)包涵每條配電線路的掉閘情況，故障電流大小，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，故障點(diǎn)距變電站的電氣距離等，以之指導(dǎo)干式變壓器的運(yùn)行試驗(yàn)和狀態(tài)檢修。

5.5干式變壓器經(jīng)受出口短路電流沖擊，高壓和低壓繞組都有斷股損壞的可能，故障的查找應(yīng)該針對(duì)不同干式變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，由簡(jiǎn)到繁，加強(qiáng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析，準(zhǔn)確對(duì)損壞部位定性和定位，盡量減少現(xiàn)場(chǎng)吊罩，并盡快聯(lián)系制造廠家做好修復(fù)準(zhǔn)備。

第四章：氣相色譜法對(duì)大型干式變壓器故障的綜合分析

用氣相色譜法分析判斷干式變壓器故障，是從運(yùn)行中的干式變壓器油中取出油樣，對(duì)油中所溶解的氣體進(jìn)行分離和分析，確定溶解在油中特征氣體的組分和含量，來(lái)分析判斷干式變壓器的運(yùn)行狀態(tài)和故障類(lèi)別；96年修訂后的《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，在干式變壓器全部32項(xiàng)預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目中，先先把油中溶解氣體色譜分析放在了較好位；同時(shí)規(guī)定判斷故障時(shí)可供選用的試驗(yàn)項(xiàng)目，也將油中氣體分析判斷異常做為先選，而且，在判斷故障的6項(xiàng)供選項(xiàng)目中，僅判斷絕緣受潮可不考慮油中溶解氣體的分析；由此可見(jiàn)，油中溶解氣體色譜分析，在干式變壓器的安全運(yùn)行和故障判斷中占有相當(dāng)重要的地位。

在干式變壓器故障的診斷檢測(cè)技術(shù)中，靠分析油中可燃性特征氣體的成份和含量，即用氣相色譜分析法來(lái)分析診斷干式變壓器內(nèi)部故障，由于其靈敏有效，在供電生產(chǎn)實(shí)際中愈加受到關(guān)注和應(yīng)用；特別是能夠在干式變壓器運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其潛伏性的早期故障，避免干式變壓器損壞事故發(fā)生，是目前所有電氣試驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)法替代的；這是由于有些故障不發(fā)展到一定的程度，其電氣特性就不會(huì)發(fā)生任何質(zhì)的變化，試驗(yàn)項(xiàng)目的電氣量也就不能充分體現(xiàn)；

但，由于干式變壓器油中可燃性特征氣體的來(lái)源較為復(fù)雜，氣相色譜法也有一定的局限性，如：很難判斷故障的準(zhǔn)確部位或部件，甚至還會(huì)誤判造成不必要的檢修；因此，氣相色譜分析法判斷故障，必須和電氣試驗(yàn)項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行綜合分析判斷，才能準(zhǔn)確的對(duì)故障定性和定量識(shí)別，這也是預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程一再明確的要求。本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例，介紹利用氣相色譜分析法，對(duì)干式變壓器的故障綜合分析判斷，提出有關(guān)實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。

一、油中溶解氣體和干式變壓器故障之間的關(guān)系

眾所周知，干式變壓器油做為一種良好的介質(zhì)，在干式變壓器中主要起電氣絕緣和冷卻散熱的作用，在干式變壓器內(nèi)部一旦發(fā)生過(guò)熱和放電故障時(shí)，干式變壓器油和其它絕緣材料就會(huì)發(fā)生化學(xué)分解，產(chǎn)生特定的烴類(lèi)氣體和H2、碳氧化物等，這些氣體的種類(lèi)、數(shù)量和產(chǎn)氣速度往往又與故障的溫度密切相關(guān)；理論實(shí)踐證明，隨著故障溫度的升高，產(chǎn)氣量較大的烴類(lèi)氣體依次為CH4、C2H6、C2H4、C2H2。而這些特征氣體大部分溶解在干式變壓器油中，少量上升至油的表面，并進(jìn)入瓦斯繼電器。所以，定期測(cè)量干式變壓器油中溶解特征氣體的成分和含量，即能判定干式變壓器內(nèi)部的發(fā)熱程度，靠分析發(fā)熱或放電點(diǎn)的溫度來(lái)確定是否存在故障，以及故障的性質(zhì)、類(lèi)別和嚴(yán)重程度。干式變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則，給出特征氣體與溫度及故障類(lèi)別的關(guān)系表1：

表1：特征氣體與故障性質(zhì)的關(guān)系

事例分析在前面已有介紹，在次省略。

二、氣相色譜法分析干式變壓器故障的注意事項(xiàng)

從許多典型實(shí)例中可以發(fā)現(xiàn)，干式變壓器油中溶解的特征氣體除與故障性質(zhì)有關(guān)外，還與干式變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氣體產(chǎn)生的原因有關(guān)，與故障的部位和故障嚴(yán)重程度有關(guān)，因此必須進(jìn)行綜合的判斷分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)分析判斷的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為應(yīng)注意如下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

1、先先要判定油中溶解的氣體，是否來(lái)自干式變壓器內(nèi)部故障以外的原因，防止造成誤判斷；

一是干式變壓器箱體帶油補(bǔ)焊，焊接的高溫使油分解產(chǎn)生大量的氫和烴類(lèi)氣體，往往誤判為高溫兼放電故障；所以確需帶油焊接，應(yīng)對(duì)干式變壓器進(jìn)行脫氣處理，并隨時(shí)檢測(cè)其特征氣體含量。

二是補(bǔ)加了不合格的干式變壓器油，這是對(duì)貯存油管理不嚴(yán)造成，補(bǔ)加的油應(yīng)通過(guò)色譜分析確認(rèn)合格。

三是對(duì)有載調(diào)壓干式變壓器，由于切換開(kāi)關(guān)室滲漏，引起干式變壓器本體油中的C2H2 、H2 、CO、CO2等含量高，需要認(rèn)真區(qū)分。

四是干式變壓器本體中殘存的氣體在運(yùn)行過(guò)程中慢慢釋放，這一般是干式變壓器制造安裝過(guò)程或故障處理后，未經(jīng)脫氣或脫氣不徹底造成，干式變壓器的安裝應(yīng)嚴(yán)格工藝規(guī)程，確保脫氣的時(shí)間和真空度。

五是取油樣的容器不潔，色譜儀誤差，操作方法不正確等等人為因素，也容易誤認(rèn)為干式變壓器本體存在可燃性的特征氣體。

另外，干式變壓器受潮，制造中使用了不銹鋼等活性金屬材料，油流帶電等外部的因素也會(huì)造成C2H2等特征氣體的升高。

2、運(yùn)行中的干式變壓器一旦發(fā)現(xiàn)色譜分析異常，應(yīng)打破周期界限，及時(shí)進(jìn)行跟蹤分析，并對(duì)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確定跟蹤分析的頻度和周期，找到歷次數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)和規(guī)律，以便果斷確定干式變壓器是否立即停運(yùn)，進(jìn)行進(jìn)一步的檢查；進(jìn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比分析是保證色譜對(duì)故障分析正確的重要環(huán)節(jié)，切不可靠一次的數(shù)據(jù)輕易做出判斷。

3、放電性故障極易造成干式變壓器事故，引起供電中斷；C2H2是放電性故障的特征氣體，一旦出現(xiàn)，即使小于規(guī)定的5ul/l注意值，也應(yīng)引起高度的重視，若C2H2的含量不斷上升或產(chǎn)氣速率高，在不能確定其產(chǎn)生的原因不危及干式變壓器安全運(yùn)行時(shí)，應(yīng)立即停止干式變壓器的運(yùn)行。

4、干式變壓器在運(yùn)行過(guò)程中一旦發(fā)生故障（輕瓦斯發(fā)信、重瓦斯掉閘，差動(dòng)保護(hù)掉閘等）或電氣試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)異常，也應(yīng)立即取油樣進(jìn)行色譜分析，通過(guò)分析油中特征氣體的組分和含量，分析干式變壓器內(nèi)部是否存在過(guò)熱或放電性故障，若為嚴(yán)重高溫過(guò)熱或放電性故障，應(yīng)立即由運(yùn)行轉(zhuǎn)為檢修，若為一般性過(guò)熱故障，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的負(fù)荷情況確定，但必須加強(qiáng)跟蹤分析。

5、氣相色譜法對(duì)干式變壓器故障的分析判斷，必須和電氣試驗(yàn)的結(jié)果有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，便于準(zhǔn)確定位；磁回路過(guò)熱性故障，一般繞組的直流電阻合格，而干式變壓器空載損耗增大，鐵心絕緣電阻低等；導(dǎo)電回路故障，往往繞組的直流電阻不平衡，繞組的電壓比異常；絕緣故障，介損變化大，絕緣電阻低，繞組泄漏電流大等等；以上故障有時(shí)交叉并存，其故障象征也就復(fù)雜，特征氣體各組分的含量都可能較高和超出注意值。

6、干式變壓器的故障分析判斷必須了解干式變壓器的運(yùn)行歷史、環(huán)境條件、繼電保護(hù)動(dòng)作情況，相關(guān)電氣聯(lián)結(jié)設(shè)備的故障情況，附件的運(yùn)行狀態(tài)，外觀異常情況，故障瞬間的聲音，電氣量的變化情況，干式變壓器的負(fù)荷、運(yùn)行電壓等；要結(jié)合干式變壓器本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，積累現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，借鑒和吸取同類(lèi)故障的分析處理辦法。

7、干式變壓器輕瓦斯動(dòng)作、瓦斯繼電器油室內(nèi)集有氣體。正常情況下干式變壓器瓦斯繼電器油室內(nèi)充滿干式變壓器油，一旦輕瓦斯動(dòng)作，應(yīng)立即檢查和取油樣色譜分析，確認(rèn)是否內(nèi)部故障情況。若氣體無(wú)色無(wú)味且不可燃，說(shuō)明為空氣；造成的原因和措施：  

1）安裝或檢修后新注油或?yàn)V油將氣體帶入干式變壓器油箱，靜置期間未反復(fù)放氣或放氣不徹底，干式變壓器一經(jīng)投運(yùn)，溫度升高，氣體膨脹而逸出，進(jìn)入瓦斯繼電器；為此應(yīng)嚴(yán)格干式變壓器注油規(guī)程并反復(fù)放氣。

2）油泵密封不良，將氣體帶入干式變壓器本體，應(yīng)逐一對(duì)油泵檢查加以排除。若氣體含有異味，說(shuō)明干式變壓器存在內(nèi)部故障，應(yīng)立即停止運(yùn)行，結(jié)合電氣試驗(yàn)和特征氣體含量，依據(jù)試驗(yàn)規(guī)程和色譜導(dǎo)則，進(jìn)行綜合分析，查明原因，再進(jìn)行處理。

8、實(shí)現(xiàn)干式變壓器故障的準(zhǔn)確分析判斷，色譜分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠至關(guān)重要，從事油化驗(yàn)分析的人員，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程和色譜分析導(dǎo)則的規(guī)定要求，在溶解氣體組分含量有增長(zhǎng)趨勢(shì)時(shí)，可結(jié)合產(chǎn)氣速率判斷，必要時(shí)縮短周期進(jìn)行追蹤分析，總烴含量低的設(shè)備不宜采用相對(duì)產(chǎn)氣速率進(jìn)行判斷，且新投運(yùn)的干式變壓器應(yīng)有投運(yùn)前的測(cè)試數(shù)據(jù)。

結(jié)束語(yǔ)

用氣相色譜分析法，對(duì)干式變壓器的故障進(jìn)行綜合分析判斷，對(duì)正確把握干式變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，靈敏有效；但必須了解干式變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行歷史，嚴(yán)格執(zhí)行《干式變壓器油中溶解氣體色譜分析導(dǎo)則》及相關(guān)規(guī)定，和各項(xiàng)電氣試驗(yàn)項(xiàng)目及結(jié)果有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，積累現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因地制宜，具體問(wèn)題，具體分析，既要防止誤判斷，又要正確的指導(dǎo)干式變壓器的正常運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛伏性的事故隱患，采取超前預(yù)防措施，減少干式變壓器故障和損壞事故，確保安全可靠的向用戶供電。

干式變壓器故障檢測(cè)的方法:

1、氣相色譜法

2、直流電阻

3、絕緣電阻

4、介損測(cè)量

5 、油質(zhì)分析

6、油中糠醛含量判斷絕緣老化。

7、測(cè)量絕緣紙的聚合度判斷絕緣老化。

8、局部放電測(cè)量

9、頻率響應(yīng)法測(cè)量繞組變形

10、短路阻抗法判斷繞組變形

11、紅外測(cè)溫

12、在線檢測(cè)技術(shù)

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