变电站开关柜干式变压器故障解决方案

变电站干式变压器缺陷及故障

2013年11月30日, 110 kV某变电站10 kV1号站用变例行试验时发现绝缘电阻明显降低, 直流电阻高压侧偏差达22.353%, 低压侧偏差达3.078%。试验不合格。

2014年3月1日, 110 kV某变电站10 kV1号站用变运行过程中站用变高压A相顶部出现匝间短路, 造成1号站用变烧损。

2014 年3 月21 日, 110 kV某变电站10 kV1 号站用变运行过程中高压A相顶部出现匝间短路, 引起1号站用变烧损。

烧损站用变均为同一厂家2010 年3 月出厂的产品, 各项参数均一致, 型号为SC11-80/10.5, 额定容量80 kVA, 额定电压10.5/0.4 kV, 联结组别为Dyn11。

现场处理情况

站用变烧损情况

根据现场检查, 故障均在本体范围内, 对二次接线及高低压电缆均无影响。现场更换站用变后送电正常。

站用变解体

对烧损的两台站用变分别进行了解体分析, 主要对外观进行了检查并对线圈故障部分进行解体。

外观检查

变压器C相高压绕组及低压绕组环氧树脂绝缘烧毁, 主要在上端部, 与烧毁部位对应的B相高压绕组绝缘也被烧伤, A相绕组无烧伤迹象,。

解体检查情况

对变压器烧毁部位进行解体检查, 发现C相高压绕组烧损处漆包铜线烧黑, 匝间有短路烧损痕迹。低压线圈绝缘碳化。

变电站干式变压器故障原因分析

1) 站用变产品质量不良。

两台站用变C相高压绕组及低压绕组环氧树脂绝缘烧毁, 高压绕组烧损处漆包铜线烧黑, 匝间短路, 低压线圈绝缘碳化。厂家未能提供该容量的型式试验报告。

2) 站用变没有配置温控。

站用变没有配置温度控制系统-干式变压器温控器 。干式电力变压器的安全运行和使用寿命, 很大程度上取决于变压器绕组的安全可靠, 而绕组的温度超过绝缘耐热温度致使绝缘破坏, 导致变压器不能正常工作, 进而引发事故, 而干式变压器的温控是维护干式变压器运行的重要部件, 能有效防止变压器温度过高引发事故。当变压器温度达到100°时, 温控能自动启动风机, 有效降低变压器温度, 从而保证干式变压器在正常温度下安全工作, 当变压器温度为130°时, 温控器会发出蜂鸣报警, 面板上“超温”灯亮, 并通过后板“报警”输出端输出开关信号给超温报警器.当变压器温度达到150°时, 温控后板“跳闸”输出端输出开关信号给跳闸控制器, 以切断电源, 保护干式变压器。根据“GB1094.11-2007电力变压器第11部分干式变压器”正常温升限制表2中规定:干式变压器绝缘系统温度为155°, 从上面的分析可以看到温控可以有效防止变压器温度过高引发事故。

3) 站用变没有配置风机。

站用变没有配置风机。用干式变压器风机强迫风冷是降低干式变压器温度的有效方法。干式变压器横流风机安装于变压器的器身下两侧, 置于干式变压器线圈的两侧, 风机出风口对准干式变压器线圈方向, 冷却风直接吹进干式变压器高、低压冷却气道, 散热效果就好, 这样才能确保变压器的正常安全运行。

4) 站用变散热环境恶劣。

站用变安装在密封的开关柜内, 散热环境恶劣。由于站用变长期在无通风情况下运行, 热风无法散出, 而站用变又没有设置温控进行保护, 导致热效应累积, 致使绝缘提前老化, 造成事故。

5) 站用变和站用变柜在装备后未进行型式试验。

站用变和站用变柜厂家仅对自生产设备进行型式试验, 而未对装配后整体进行型式试验, 未对其温升及散热性能进行考核。

综上所述:站用变质量不良是导致站用变正常运行三年后出现损坏的主要原因, 加之站用变没有配置温控及风机, 散热环境恶劣致使热效应累积, 造成绝缘提前劣化, 导致站用变拉弧放电, 致使变压器高压C相绕组匝间短路, 短路环流使绕组内部温度升高, 进而烧毁。

4预防措施

1) 全面梳理电网在运站用变情况, 梳理出位于开关柜内的站用变, 重点对KYN柜型的柜内站用变柜进行核查。

2) 排查治理开关柜内运行环境;结合停电对柜内设备进行全面维护性检修及清扫。重点考核试验前后站用变温度及绝缘变化情况。控制高压室及柜内的温湿度, 及时开启驱潮装置及空调设备, 确保开关柜运行环境良好。

3) 开展开关柜带电测试工作。主要开展开关柜局放测试, 重点关注站用变柜内局放情况。

4) 纳入大修技改项目逐步将开关柜内站用变移除, 采用户外站用变的形式。

5) 加快外接380 V电源接入站用电系统, 确保母线全停时站用电系统正常可靠运行。

干式站用变故障频发给变电站的安全稳定运行带来了很大的隐患, 其本体内部绝缘往往由于质量问题及运行环境不良等因素提前老化, 使得变压器绕组因绝缘破坏而发生短路故障, 温升过高而烧毁。针对故障现状, 积极开展变电站开关柜运行环境排查治理, 加强站用变运行维护技术监测, 大力改善工作环境, 及时发现并消除设备缺陷隐患, 是保证站用变安全运行水平的强有力措施。