變壓器鐵芯多點接地故障(已修改)
2025-04-21 11:32 本頁面
【正文】 變壓器鐵芯多點接地故障變壓器鐵芯多點接地是一種常見故障，統(tǒng)計資料表明，它在變壓器總事故中占第三位。因此，準確、及時地診斷與處理變壓器鐵芯多點接地故障，對保證變壓器的安全運行具有重要意義。一、鐵芯正常時需要一點接地的原因在變壓器正常運行中，帶電的繞組及引線與油箱間構成的電場為不均勻電場，鐵芯和其他金屬物件就處于該電場中。圖125示出了電廠電力變壓器鐵芯不接地對的斷面示意圖。圖125 寄生電容分布圖由圖可見，高壓繞組與低壓繞組之間、低層繞組與鐵芯之間、鐵芯與大地（變壓器油箱）之間都存在著寄生電容，帶電繞組將通過寄生電容的耦合作用使鐵芯對地產(chǎn)生一定的電位，通常稱為懸浮電位。由于鐵芯及其他金屬構件所處的位置不同，具有的懸浮電位也不同，當兩點之間的電位差達到能夠擊穿其間的絕緣時，使產(chǎn)生火花放電。這種放電是斷續(xù)的，放電后兩點電位相同；但放電立即停止，然后再產(chǎn)生電位差，再放電……。斷續(xù)放電的結果使變壓器油分解，長期下去，逐漸使變壓器固體絕緣損壞，導致事故發(fā)生，顯然是不允許的。為避免上述情況發(fā)生，國家標準規(guī)定，電力變壓器鐵芯和較大金屬零件均應通過油箱可靠接地。20MVA及以上的電力變壓器，其鐵芯應通過套管從油箱上都引出并可靠接地。具體做法是將變壓器鐵芯與變電站的接地系統(tǒng)可靠連接。這樣，鐵芯與大地之間的寄生電容被短接，使鐵芯處于零電位，這時在地線中流過的只是帶電繞組對鐵芯的寄生電容電流。對三相變壓器來說，由于三相結構基本對稱，三相電壓對稱，所以三相繞組對鐵芯的電容電流之和幾乎等于零。目前，廣泛采用鐵芯硅鋼片間放一鋼片的方法接地。盡管每片之間有絕緣膜，仍然認為是整個鐵芯接地。從鐵芯兩端片可測得其電阻值，此電阻一般很小，僅為幾歐到幾十歐，在高電壓電場中可視為通路，因而鐵芯只需一點接地。二、鐵芯只能一點接地的原因由上述可知，鐵芯需要有一點接地，但不能有兩點或多點接地。鐵芯兩點連接時的電壓如圖l－26所示。鐵芯在額定激磁電壓下，用電壓表測量鐵芯兩端片間電壓時，發(fā)現(xiàn)兩端片間有電位差存在。這個電位差是由于鐵芯、電壓表及導線所構成的回路與鐵芯內滋通相交鍵而產(chǎn)生的。因為交鏈的磁通數(shù)量相當于總磁通的1／2，所以這個電壓的數(shù)值大體相當于匝電壓的1／2。 圖126 鐵芯兩點連接時的電壓顯然，當鐵芯或其他金屬構件有兩點或兩點似上接地時，則接地點間就會形成閉合回路，造成環(huán)流，有時可高達數(shù)十安。例如，華中電網(wǎng)的某SFPB1240000／220型和SFSL125000／110型變壓器，其地線中的故障電流竟達到17～25A。該電流會引起局部過熱。導致油分解，產(chǎn)生可燃性氣體，還可能使接地片熔斷，或燒壞鐵芯，導致鐵芯電位懸浮，產(chǎn)生放電，使變壓器不能繼續(xù)運行，這也是不允許的。因此，鐵芯必須接地，而且必須是一點接地。三、鐵芯正確接地方式為了確保鐵芯一點接地，對鐵芯間無油道的變壓器，其鐵芯的正確接地方式有四種。如圖1－27所示.abcd圖127 鐵芯的正確接地方式（a）上下夾件間不絕緣而有吊螺桿時；（b）上下夾件間不絕緣時；（c）上下夾件間絕緣時；（d）上下夾件間絕緣而有接地套管時（1）當上下夾件間有拉桿或拉板且不絕緣時，接地銅片連接到上夾件上，再由上夾件經(jīng)吊螺桿接地，如圖1－27（a）所示。（2）若上下夾件間不絕緣，接地銅片從下夾件經(jīng)地腳螺絲接地。如圖127（b）所示。（3）當上下夾件間絕緣時，在上下鐵軛的對稱位置上各括一接地銅片連接夾件，由上夾件經(jīng)鐵芯片至下夾件再接地，如圖127（c）所示。要求接地片位置對稱的目的，是為了避免鐵芯兩點接地。（4）當采用接地套管時，鐵芯經(jīng)接地片至上夾件與接地套管連接接地。如圖1－27（d）所示。 四、鐵芯故障的類型和原因鐵芯接地故障的原因主要有： （1）接地片因施工工藝和設計不良造成短路。 （2）由于附件和外界因素引起的多點接地。 常見的故障類型有下述幾種： （1）鐵芯碰殼、碰夾件。安裝完畢后，由于疏忽，未將油箱頂蓋上運輸用的穩(wěn)（定位）釘翻轉過來或拆除掉，導致鐵芯與箱殼相碰；鐵芯夾件肢板碰觸鐵芯柱；硅鋼片翹曲觸及夾件肢板；鐵芯下夾件墊腳與鐵軛間紙板脫落，墊腳與硅鋼片相碰；溫度計座套過長與夾件或鐵軛、芯柱相碰等。（2）穿芯螺栓鋼座套過長與硅鋼片短接。（3）油箱內有異物，使硅鋼片局部短路。如山西某變電所的一臺31500／110型電力變壓器發(fā)生鐵芯多點接地，吊罩發(fā)現(xiàn)在夾件與鐵軛間有一把天柄螺絲起子；另一變電所一臺60000/22O型電力變壓器吊罩啟發(fā)現(xiàn)有一根120mm長的銅絲；還有一個變電所臺120000／220型電力變壓器吊罩后在下夾件與鐵軛之間找出一鍋塊；再如，東北某變電所的一臺大型電力變壓器發(fā)生鐵芯多點接地，吊罩檢查發(fā)現(xiàn)油箱底部有三段曲折型鋼絲，鋼絲的直徑約0．31mm，長度分別為2231mm。（4）鐵芯絕緣受潮或損傷，如底沉積油泥及水分，絕緣電阻下降，夾件絕緣、墊鐵絕緣、鐵盒絕緣（紙板或木塊）受潮或損壞等，導致鐵芯高阻多點接地。（5）潛油泵軸承磨損，金屬粉末進入油箱中，堆積在底部，在電磁引力作用下形成橋路，使下鐵軌與墊腳或箱底接通，造成多點接地。（6）運行維護差，不按期檢修。五、鐵芯多點接地故障的診斷方法變壓器鐵芯多點接地故障的診斷方法一般有以下兩種：（一）氣相色譜分析法這種方法是目前診斷大型電力變壓器鐵芯多點接地的最有效方法。最常用的是 IEC三比值法，有時也采用德國的四比值法。1．三比值法就是利用五種特征氣體的三對比值。來判漸變壓器故障性質的方法。在三比值法中，有3組編碼組合數(shù)與變壓器鐵芯引起的故障有關，即0、0，0、1，0、2編碼。但是，常見的是0、2編碼。實踐證明，用三比值法診斷變壓器鐵芯多點接地故障不失為一準確方法。但是，診斷的經(jīng)驗表明，應用三比值法診斷變壓器鐵芯多點接地故障時存在以下兩個問題：（1）只有根據(jù)各組分含量的注意值或產(chǎn)氣速率限值有理由判斷變壓器內部存在故障時，才能進一步用三比值法判斷其故障性質，即當油中特征氣體未達到注意值時，不能應用三比值法進行判斷。（2）在實際工作中。有時不存在以上3
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