浅析油浸式变压器铁芯与夹件接地电流超标故障处理与分析

发表时间：2019-11-29T14:42:45.523Z 来源：《云南电业》2019年6期 作者： 吴敏

[导读] 某抽水蓄能电站在月度定期工作中，发现该电站3号变压器铁芯电流为12.97A、夹件接地电流12.93A，超出《DL/T 596电力设备预防性试验规程》要求：运行中铁芯接地电流一般不大于0.1A。

吴敏

（湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司 湖南长沙 410213）

摘要：某抽水蓄能电站在月度定期工作中，发现该电站3号变压器铁芯电流为12.97A、夹件接地电流12.93A，超出《DL/T 596电力设备预防性试验规程》要求：运行中铁芯接地电流一般不大于0.1A。通过对变压器绝缘油取样、试验数据分析、变压器排油内窥，确定变压器铁芯上轭尾级硅钢片上窜，与夹件上梁加强筋接触，导致铁芯与夹件上梁导通。本文介绍了变压器内检及吊罩检修现场实例，浅析了变压器铁芯硅钢片上窜原因，分享了解决硅钢片上窜导致铁芯与变压器夹件接触放电的实用经验。 关键词：铁芯硅钢片；变压器接地放电；吊罩检修；油浸式变压器

一、引言

2018年08月22日 16：43，某抽水蓄能电站在月度定期工作中，发现该电站3号变压器铁芯电流为12.97A、夹件接地电流12.93A

（2018年7月13日进行月度定期工作中测的3号变压器铁芯电流为5.1mA，夹件接地电流16.4mA），超出《DL/T 596-2005 电力设备预防性试验规程》要求：运行中铁芯接地电流一般不大于0.1A。2018年08月22日 20：19 3号变压器由“运行”转“检修”后，立即对3号变压器的铁芯、夹件进行绝缘摇测，铁芯-夹件的绝缘值为0MΩ、铁芯-地的绝缘值为4.33 GΩ、夹件-地的绝缘值5.09 GΩ。2018年08月22日 23：58完成3号变压器绝缘油取样。

2018年08月22日 23：58 变压器油色谱在线分析装置对3号变压器绝缘油进行取样分析。色谱分析结果显示氢气为218.3 ppm、乙炔1.6 ppm、总烃含量616 ppm，均超出注意值，与2018年6月20日数据相比CO、CO2无明显变化，但烃类气体变化较大。8月23日完成了3号变压器油化验，结果显示总烃超标，乙炔有1.6ppm。与2018年6月20日数据相比CO、CO2含量也一致，烃类气体变化同样较大。经三比值法分析，判定故障放电类型为“0，2，2”，高温过热，能量较小，且与绝缘关系不大；结合试验数据分析，初步判断为铁芯与夹件导通，形成多点接地，局部过热。建议先拍油进行内检，重点检查铁芯尾级片、拉带、上托梁、垫脚等，视情况再进行下一步处理。 二、主变内检介绍

（一）变压器内部检查前的准备

变压器内部检查前，衡阳特变电公司编制了详细的施工方案，组织三方对方案的可行性进行了评审。开工前对施工所需的环境、设备调用与停放位置、工器具准备、人员的培训情况进行了分工与安排。为保证500kV变压器现场检修质量，衡阳特变电公司从其分公司调用了新滤油机、真空机组、干燥空气发生器和60T油罐紧急发往该电站，为变压器内部检查做好了充足的准备。 （二）变压器抽油进箱检查过程

8月28日对变压器抽油进行内检，由于变压器内部空间狭小，检查操作受限，只对可视部位进行检查，未发现异常现象；后采用内窥镜对器身缝隙、夹角及铁芯上铁轭进行检查。发现高压侧旁A芯柱间上铁轭末级料、AB芯柱间上铁轭末级料、BC芯柱间上铁轭末级料，有3-5片硅钢片发生不同程度的向上位移跑片现象，如下图1所示。

图1 硅钢片上移

基于上述检查情况，衡阳特变电工公司进行了认真分析，基本可以确定变压器本次故障为铁芯多点接地造成，铁芯片局部与夹件上托梁导通，造成导通部位存在低能量放电，从而导致变压器油中产生乙炔，变压器应该没有其他绝缘方面的问题。为彻底解决铁芯与夹件导通问题，经现场专业人员和资深专家研究分析，提出了对变压器进行吊罩大修的建议。内检完毕后，进行真空注油保存，防止绝缘受潮。并重新制定吊罩检查处理方案。 三、变压器吊罩检查处理介绍

鉴于主变排油内检检查情况，已发现主变内部铁芯与夹件存在明显缺陷，但由于故障点隐蔽，现场入箱施工存在困难，黑麋峰公司决定将主变转运至安装场后吊罩大修，彻底处理故障。

主变吊罩检修基本流程如下：主变室墙体拆除→主变充干燥空气及排油→油枕、高压油气套管、外部一二次回路连接拆除→附件拆除→主变移位至安装场→箱沿切割→主变吊罩→器身检查、上铁轭末级硅钢片窜出处理→主变落罩、箱沿焊接→整体密封检查→抽真空→主变移回主变室→高压油气套管、油枕等附件复装→真空注油→热油循环48h→静放72h→外部二次回路连接恢复→试验→主变高、低压侧一次回路连接恢复→整体验收→零起升压→冲击合闸送电

主变起吊考虑现场施工条件影响，采用厂房内天车无法满足起吊高度，调用大型起重车进行现场起吊，起吊后，对主变上铁轭及夹件进行检查，发现上铁轭尾级硅钢片存在上窜情况，对上托梁逐个拆开检查，发现上托梁与硅钢片有一处放电点，如图2所示。

图2 硅钢片与夹件放电点 发现故障点后，用插刀将0.5mm的纸板塞入夹件绝缘与铁芯末级硅钢片缝隙中，塞满缝隙，并将纸板伸出一部分，对伸出部分折弯后包覆铁芯末级，加强绝缘。逐个对上托梁处末级向上位移的硅钢片采取折弯卷边处理，在折弯的硅钢片处用0.5mm纸板增加纸槽绝缘与固定，防止碰触相邻级的硅钢片。处理后紧固上夹件、托梁、侧梁及钢拉带等所有螺栓紧固部分。整个检修过程对处理过的局部硅钢片按照工艺要求进行刷清漆处理。主变窜出硅钢片处理见图3所示。 3 主变窜出硅钢片处理 四、故障分析 1. 制作的阶梯垫块槽口尺寸制造偏差未能限位尾级硅钢片，器身起吊时夹件绝缘对“窜片硅钢片”的摩擦力大于硅钢片之间的摩擦力，导致“窜片硅钢片”被夹件绝缘带动发生窜动，而在起吊完毕后，“窜片硅钢片”伸出部分不再受到摩擦力作用，而且会发生不同程度的形变，这种形变会导致这部分硅钢片无法随着夹件及夹件绝缘回到原来的位置，最终形成窜片现象。 2. 由于夹紧力的大小也会影响“窜片硅钢片”发生窜动的大小，夹紧力大窜动小。 3. 由于“窜片硅钢片”的磁场分布都比较复杂，磁通走向不一定沿着主磁通方向，可能偏离轧制方向，甚至可能垂直轧制方向，因此，“窜片硅钢片”在此磁通下会继续发生窜动。 4. 当“窜片硅钢片”窜动到与夹件上梁加强筋接触时，导致铁心与夹件上梁导通。 作者简介：吴敏（1985-），男，高级工程师，主要从事电站生产运维技术工作。