變電站干式變壓器缺陷及故障
2013年11月30日, 110 kV某變電站10 kV1號站用變例行試驗時發現絕緣電阻明顯降低, 直流電阻高壓側偏差達22.353%, 低壓側偏差達3.078%。試驗不合格。

2014年3月1日, 110 kV某變電站10 kV1號站用變運行過程中站用變高壓A相頂部出現匝間短路, 造成1號站用變燒損。

2014 年3 月21 日, 110 kV某變電站10 kV1 號站用變運行過程中高壓A相頂部出現匝間短路, 引起1號站用變燒損。

燒損站用變均為同一廠家2010 年3 月出廠的產品, 各項參數均一致, 型號為SC11-80/10.5, 額定容量80 kVA, 額定電壓10.5/0.4 kV, 聯結組別為Dyn11。

現場處理情況

站用變燒損情況

根據現場檢查, 故障均在本體范圍內, 對二次接線及高低壓電纜均無影響。現場更換站用變后送電正常。

站用變解體

對燒損的兩臺站用變分別進行了解體分析, 主要對外觀進行了檢查并對線圈故障部分進行解體。

外觀檢查

變壓器C相高壓繞組及低壓繞組環氧樹脂絕緣燒毀, 主要在上端部, 與燒毀部位對應的B相高壓繞組絕緣也被燒傷, A相繞組無燒傷跡象,。

解體檢查情況

對變壓器燒毀部位進行解體檢查, 發現C相高壓繞組燒損處漆包銅線燒黑, 匝間有短路燒損痕跡。低壓線圈絕緣碳化。

變電站干式變壓器故障原因分析
1) 站用變產品質量不良。

兩臺站用變C相高壓繞組及低壓繞組環氧樹脂絕緣燒毀, 高壓繞組燒損處漆包銅線燒黑, 匝間短路, 低壓線圈絕緣碳化。廠家未能提供該容量的型式試驗報告。

2) 站用變沒有配置溫控。

站用變沒有配置溫度控制系統-干式變壓器溫控器 。干式電力變壓器的安全運行和使用壽命, 很大程度上取決于變壓器繞組的安全可靠, 而繞組的溫度超過絕緣耐熱溫度致使絕緣破壞, 導致變壓器不能正常工作, 進而引發事故, 而干式變壓器的溫控是維護干式變壓器運行的重要部件, 能有效防止變壓器溫度過高引發事故。當變壓器溫度達到100°時, 溫控能自動啟動風機, 有效降低變壓器溫度, 從而保證干式變壓器在正常溫度下安全工作, 當變壓器溫度為130°時, 溫控器會發出蜂鳴報警, 面板上“超溫”燈亮, 并通過后板“報警”輸出端輸出開關信號給超溫報警器.當變壓器溫度達到150°時, 溫控后板“跳閘”輸出端輸出開關信號給跳閘控制器, 以切斷電源, 保護干式變壓器。根據“GB1094.11-2007電力變壓器第11部分干式變壓器”正常溫升限制表2中規定:干式變壓器絕緣系統溫度為155°, 從上面的分析可以看到溫控可以有效防止變壓器溫度過高引發事故。

3) 站用變沒有配置風機。

站用變沒有配置風機。用干式變壓器風機強迫風冷是降低干式變壓器溫度的有效方法。干式變壓器橫流風機安裝于變壓器的器身下兩側, 置于干式變壓器線圈的兩側, 風機出風口對準干式變壓器線圈方向, 冷卻風直接吹進干式變壓器高、低壓冷卻氣道, 散熱效果就好, 這樣才能確保變壓器的正常安全運行。

4) 站用變散熱環境惡劣。

站用變安裝在密封的開關柜內, 散熱環境惡劣。由于站用變長期在無通風情況下運行, 熱風無法散出, 而站用變又沒有設置溫控進行保護, 導致熱效應累積, 致使絕緣提前老化, 造成事故。

5) 站用變和站用變柜在裝備后未進行型式試驗。

站用變和站用變柜廠家僅對自生產設備進行型式試驗, 而未對裝配后整體進行型式試驗, 未對其溫升及散熱性能進行考核。

綜上所述:站用變質量不良是導致站用變正常運行三年后出現損壞的主要原因, 加之站用變沒有配置溫控及風機, 散熱環境惡劣致使熱效應累積, 造成絕緣提前劣化, 導致站用變拉弧放電, 致使變壓器高壓C相繞組匝間短路, 短路環流使繞組內部溫度升高, 進而燒毀。

4預防措施

1) 全面梳理電網在運站用變情況, 梳理出位于開關柜內的站用變, 重點對KYN柜型的柜內站用變柜進行核查。

2) 排查治理開關柜內運行環境;結合停電對柜內設備進行全面維護性檢修及清掃。重點考核試驗前后站用變溫度及絕緣變化情況。控制高壓室及柜內的溫濕度, 及時開啟驅潮裝置及空調設備, 確保開關柜運行環境良好。

3) 開展開關柜帶電測試工作。主要開展開關柜局放測試, 重點關注站用變柜內局放情況。

4) 納入大修技改項目逐步將開關柜內站用變移除, 采用戶外站用變的形式。

5) 加快外接380 V電源接入站用電系統, 確保母線全停時站用電系統正常可靠運行。

干式站用變故障頻發給變電站的安全穩定運行帶來了很大的隱患, 其本體內部絕緣往往由于質量問題及運行環境不良等因素提前老化, 使得變壓器繞組因絕緣破壞而發生短路故障, 溫升過高而燒毀。針對故障現狀, 積極開展變電站開關柜運行環境排查治理, 加強站用變運行維護技術監測, 大力改善工作環境, 及時發現并消除設備缺陷隱患, 是保證站用變安全運行水平的強有力措施。