某主变跳闸事故分析与处理

某主变跳闸事故分析与处理

摘要：本文通过对一起主变出口短路跳闸事故，引起变压器油中色谱数据异常，介绍了如何结合油中溶解气体检测、电气试验数据等判断、分析事故原因的过程和处理方法。

关键词：总烃电弧放电空载电流

1 事故概述

某35千伏主变压器型号为SZ10-10000/35kV，接线组别为YNd11，额定容量为10000千伏安，

±⨯kV。该变压器2003年11月生产，2013年8月该主变差动保护动作额定电压为(354 2.5%)/10.5

跳闸。次日电气试验人员对主变进行了诊断性试验及油色谱分析，初步判断线圈存在故障点，返厂

解体后发现A相高压线圈中部有放电痕迹。

2 故障的分析判断过程

2.1油中溶解气体分析

该主变差动保护动作跳闸后，现场对该主变压器外观进行检查，无明显异常，受到雷雨天气影

响，不具备开展现场电气诊断性试验条件，仅对该主变进行本体油色谱分析，该变压器油中溶解气

体分析数据见表1。

μL/L

由表1可以看出，其总烃、乙炔及氢的含量均远远超出注意值，计算其绝对产气速率，总烃

15.6mL/d（注意值12mL/d），乙炔9.0mL/d（注意值0.2mL/d），氢43.0mL/d（注意值10mL/d），

t/m，两次取样时间间隔为94天。）

均超过注意值。（总油量重4.69t，油密度0.893

通过分析，三比值编码为（2，0，2），故障性质为“电弧放电”，典型的故障实例有：线圈匝

间、层间短路，相间闪络、分接头引线间油隙闪络、引线对箱壳放电、线圈熔断、分接开关飞弧、

引线对其他接地体放电等。由于此次故障中，一氧化碳、二氧化碳含量也明显增加，且△CO2/△CO<3，

说明故障涉及固体绝缘材料，所以以上故障实例中可能性较大为：线圈匝间、层间短路，相间闪络、分接头引线间油隙闪络。

2.2电气试验分析

次日对该主变压器进行电气试验，试验项目为绝缘性能试验、单相低电压空载试验和直流电阻试验项目，数据如下所示。

表2 绝缘电阻试验数据

表3 介质损耗试验数据

由表2可看出，绝缘电阻试验结果正常，说明变压器的主绝缘未出现绝缘损坏，初步怀疑变压器的纵绝缘可能存在故障。由表3中说明电容量未发生较大变化，但因受天气影响（试验时湿度高达93%）介质损耗值相差较大。进行相对比较，“高压绕组对其他及地”介损值增加了5.5倍，“低压绕组对其他及地”介损值增加了4.1倍，前者比后者多增加了34.1%，初步怀疑高压侧存在故障。

表4 低电压单相空载、短路试验数据

由表4可看出：空载试验中，ab、ac加压时，空载电流异常偏大，而bc加压时的空载电流正常。说明只要有a相绕组串入便会异常增大。低电压短路试验中，短路阻抗误差仅为1.04%，满足标准要求的2%，排除了绕组的变形和位移故障。

空载试验异常的可能原因有两种：一是加压的低电压绕组a相的匝间、层间有部分短路现象，导致空载电流出现异常变大；二是对应的高压绕组A相存在匝间短路，空载试验时相当于在低压侧进行短路试验，使得电流增大，功率增加。

所以用直流电阻试验进一步确认故障位置。

表5 直流电阻试验数据

由上表可知，高压绕组直流电阻相间不平衡度超过规程要求的2%，主要原因是高压A相绕组的直流电阻与历史值相比明显偏小。

综合以上试验数据，判断该变压器高压侧A相绕组存在故障点，发生匝间短路。由于试验已经明显判断出主变的故障情况，现场无法修理，必须返厂大修。

3 吊罩检查、原因分析及处理

返厂后，对该变压器进行吊罩检查。外观检查未见明显故障点；对绕组进行解体后，发现A相高压线圈中部有放电痕迹，现场图片如下：

图1 该主变高压侧A相中部故障点

图2铭牌上所示的高压绕组接线示意图

电力变压器调压的接线方式按调压绕组的位置不同分为三类：一是中性点调压，调压绕组的位置在绕组的末端；二是中部调压，调压绕组的位置在变压器绕组的中部；三是端部调压，调压绕组的位置在变压器各相绕组的端部。中性点调压，对开关的绝缘水平要求低一些；中部调压，安匝平衡好一些；端部调压方式现在很少使用。

根据铭牌上显示，该变压器采用的是中性点反向调压方式，高压线圈整体分为两部分，上部分为主线圈，下部分为调压线圈，如图2所示。

该调压方式的变压器在绕组整体的中部位置（如图中红色标注区域）主线圈与调压线圈匝间电位差大，绝缘存在薄弱环节。这一缺陷使得该变压器在较大电流的冲击下，高压绕组的中部位置绝缘击穿，发生匝间短路放电，最终引发跳闸事故。

考虑到该变压器线圈的绝缘缺陷，接下来打算更换该变压器的高压侧线圈，对该线圈进行重绕，待改造完成后作为备品使用。

4 总结

1.变压器绝缘油气相色谱分析后，应立即对组分数据进行计算分析，并对照规程给出可能

的故障实例做参考；

2.对该种调压方式的变压器进行排查，发现隐患及时处理。

3.应严格按照十八项反措中的规定，开展变压器抗短路能力的校核工作，根据设备的实际

情况有选择性地采取加装中性点小电抗、限流电抗器等措施，对不满足要求的变压器进

行改造或更换。