一起電力變壓器事故原因分析及預(yù)防措施

一起電力變壓器事故原因分析及預(yù)一起電力變壓器事故原因分析及預(yù) 防措施防措施 1 事故經(jīng)過(guò)事故經(jīng)過(guò) 2003 年 1 月 19 日 0 33 10 某供電公司 220 主變壓器 型 號(hào)為 7 120000 220 三線圈 輕重瓦斯 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作 一次 開(kāi)關(guān)跳閘 二次開(kāi)關(guān)未跳閘 0 35 26 與該變壓器并聯(lián)運(yùn)行的另 1 臺(tái)主變壓器復(fù)合過(guò)流保護(hù)動(dòng)作 一 二次開(kāi)關(guān)跳閘 0 35 35 手動(dòng) 拉開(kāi)該變壓器二次開(kāi)關(guān) 同時(shí)發(fā)現(xiàn)該變壓器著火 事故發(fā)生時(shí) 該 變壓器有功負(fù)荷 70 2 變壓器損壞情況變壓器損壞情況 現(xiàn)場(chǎng)外觀檢查發(fā)現(xiàn) 該變壓器一 二 三次套管全部炸裂 一 二次引流線燒斷 變壓器門(mén)型構(gòu)架橫梁因高溫而變形 變壓器控制 柜到變壓器控制箱控纜燒損 返廠檢查發(fā)現(xiàn) 高壓側(cè) 相無(wú)勵(lì)磁 分接開(kāi)關(guān)嚴(yán)重?zé)龘p 相繞組圍屏開(kāi)裂 線圈裸露 相無(wú) 勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)接觸不到位 相鐵心底角螺絲墊有燒痕 相分接 開(kāi)關(guān)對(duì)箱壁有放電痕跡 將高壓圍屏拆除后發(fā)現(xiàn) 相高壓 線圈無(wú)變形 相線圈基本脫落 損壞嚴(yán)重 3 事故前監(jiān)視運(yùn)行情況事故前監(jiān)視運(yùn)行情況 該變壓器于 1998 年 4 月 25 日投運(yùn) 投運(yùn)前進(jìn)行了常規(guī)試驗(yàn) 耐壓 二 三次及一次中性點(diǎn) 試驗(yàn) 均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 色譜試驗(yàn)數(shù) 據(jù)為乙炔痕量 局部放電試驗(yàn)數(shù)據(jù) 在 1 5 倍對(duì)地交流電壓下 三 相高壓端的局部視在放電量均小于 500 試驗(yàn)合格 但該變 壓器 相繞組在 20 25 期間持續(xù)放電量達(dá) 1100 相切始放電量也較大 運(yùn)行至 2002 年 3 月 15 日期間色譜試驗(yàn) 數(shù)據(jù) 乙炔始終在 0 3 左右 該變壓器于 2002 年 4 月遷到 目前變電所 于當(dāng)年 9 月 13 日投入運(yùn)行 投運(yùn)前所有試驗(yàn)數(shù)據(jù) 合格 包括局放 9 月 16 日帶負(fù)荷運(yùn)行 10 月 22 日發(fā)現(xiàn)乙炔 進(jìn)行油色譜跟蹤試驗(yàn) 10 月 28 日主變停運(yùn)熱備用 停運(yùn)后進(jìn)行的常規(guī)試驗(yàn)及局 部放電試驗(yàn)均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 為排除潛油泵問(wèn)題而引起的油色譜 試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常 11 月 7 15 日在變壓器停運(yùn)狀態(tài) 啟動(dòng)潛油泵進(jìn) 行色譜監(jiān)視 通過(guò)色譜數(shù)據(jù)分析排除了潛油泵問(wèn)題 12 月 12 日對(duì)變壓器進(jìn)行了脫氣處理 隨后進(jìn)行帶負(fù)荷油 色譜監(jiān)視運(yùn)行 4 事故原因分析事故原因分析 通過(guò)解體檢查及運(yùn)行記錄分析 事故原因不難找出 相分 接開(kāi)關(guān)接觸不良是導(dǎo)致此次事故的直接原因 而該變壓器二次 開(kāi)關(guān)拒動(dòng) 與之并聯(lián)運(yùn)行的另 1 臺(tái)變壓器向該主變反充電 時(shí)間長(zhǎng) 達(dá) 3 是使事故擴(kuò)大并發(fā)展的主要原因 事故發(fā)展的過(guò)程 由于 相無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)調(diào)整不到位 不排除由于運(yùn)行年久使接 觸壓力有所減小的可能性 在變壓器空載運(yùn)行時(shí)在級(jí)電壓作用下 可能產(chǎn)生局部放電 但是由于此時(shí)一次電流很小 觸頭間并沒(méi)有出 現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)熱現(xiàn)象 當(dāng)一次側(cè)通過(guò)負(fù)載電流 約 190 后動(dòng) 靜觸 頭之間開(kāi)始發(fā)熱 放電 附近油溫開(kāi)始上升 溫度上升使得動(dòng)觸 頭彈性進(jìn)一步下降 動(dòng) 靜觸頭之間壓力進(jìn)一步降低 發(fā)熱更加嚴(yán) 重 形成惡性循環(huán) 結(jié)果是 動(dòng) 靜觸頭在電與熱的作用下融化 燒蝕 無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)絕緣筒內(nèi)的絕緣油在高溫下氣化產(chǎn)生強(qiáng) 大的壓力使絕緣筒烤糊脹裂 輕 重瓦斯繼電器動(dòng)作 一次開(kāi)關(guān)跳 閘 但由于二次保護(hù)沒(méi)有動(dòng)作 與之并聯(lián)運(yùn)行的另 1 臺(tái)變壓器通 過(guò) 66 連接引線向該變壓器送電 此時(shí) 相無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi) 關(guān)內(nèi)分接引線間已經(jīng)是短路狀態(tài) 從而造成 相高壓繞組嚴(yán)重?zé)?損 其產(chǎn)生的強(qiáng)大的氣體壓力是造成高 中 低壓三相套管爆炸 的直接原因 根據(jù)上述分析 無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)故障是造成此次事故的直接 原因 該變壓器采用的是楔形無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān) 楔形開(kāi)關(guān)動(dòng)觸 頭為楔形 楔形觸頭上有一彈簧將楔形觸指頂壓于靜觸頭上 動(dòng)靜 觸頭之間的壓力依靠楔形觸頭上的彈簧彈性壓力 該彈簧彈性 基本不會(huì)發(fā)生大的劣化 因而接觸壓力基本不會(huì)發(fā)生變化 在調(diào) 節(jié)檔位時(shí) 用扳手旋動(dòng)調(diào)節(jié)盤(pán)上的螺桿 當(dāng)調(diào)到某個(gè)檔位后 應(yīng)將 扳手稍許回調(diào)不動(dòng)方調(diào)整到位 操作手感很不好 實(shí)踐證明很 容易造成誤操作 5 預(yù)防措施預(yù)防措施 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明 各種類(lèi)型的無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)都出現(xiàn)過(guò)程度不 同的故障 有的還導(dǎo)致事故的發(fā)生 故障原因很多 統(tǒng)計(jì)表明 絕 大多數(shù)的故障類(lèi)型是動(dòng) 靜觸頭接觸不良 造成動(dòng) 靜觸頭接 觸不良的原因大致有四個(gè) 一是運(yùn)行過(guò)程中由于電磁力而形成的 機(jī)械振動(dòng) 二是由于安裝工藝不良而造成機(jī)械變形使得動(dòng) 靜觸 頭接觸不到位 三是操作人員由于不清楚操作要領(lǐng)而導(dǎo)致誤操作 四是運(yùn)行年久由于彈簧劣化而造成動(dòng) 靜觸頭間壓力減小 由于彈簧劣化而造成接觸不良的多為鼓形開(kāi)關(guān) 其結(jié)構(gòu)類(lèi)似 于楔形開(kāi)關(guān) 不同之處在于鼓形開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭為盤(pán)形彈簧 與靜觸頭 之間的接觸壓力完全靠盤(pán)形彈簧的彈性壓力 一旦運(yùn)行年久 特 別是經(jīng)過(guò)大電流后 彈簧容易發(fā)生退火 從而使彈性壓力降低 造 成接觸不良 此外 鼓形開(kāi)關(guān)檔位調(diào)節(jié)采取用手扳動(dòng)的調(diào)節(jié)方式 聽(tīng)到一響聲表明已經(jīng)調(diào)節(jié)一檔 但到位程度無(wú)法從手感上判斷 因此也有可能造成操作 單相鼓形觸環(huán)式觸頭開(kāi)關(guān)操作簡(jiǎn)便 手 柄與觸頭轉(zhuǎn)動(dòng)角度對(duì)應(yīng) 過(guò)死點(diǎn)自動(dòng)歸位 同時(shí)觸頭容量較大 但 早期產(chǎn)品觸頭中使用盤(pán)形蝸卷彈簧 因受彈簧工藝及結(jié)構(gòu)制約 使 得各觸環(huán)接觸壓力及同一環(huán)兩觸點(diǎn)間接觸壓力嚴(yán)重不一致 致使 其接觸可靠性大打折扣 接觸電阻不穩(wěn)定 20 世紀(jì) 90 年代雖有 了改進(jìn)型 改盤(pán)形彈簧為普通圓柱彈簧 基本解決了觸頭接觸問(wèn)題 但 其傳動(dòng)靈活性差 操作力矩較大 此次事故發(fā)生前的色譜跟蹤試驗(yàn)不能確定故障的位置 也沒(méi) 有發(fā)現(xiàn)故障的嚴(yán)重性 這說(shuō)明無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)缺陷有時(shí)是難以通 過(guò)色譜跟蹤試驗(yàn)確定的 由故障發(fā)展為事故的過(guò)程是很快的 具有 突發(fā)性 但是進(jìn)行油色譜跟蹤試驗(yàn)卻是必要的 發(fā)現(xiàn)動(dòng) 靜觸頭接觸不良缺陷比較有效的手段就是測(cè)量變 壓器的直流電阻 但是 直流電阻測(cè)試對(duì)于發(fā)現(xiàn)此類(lèi)缺陷是有很 大局限性的 這是因?yàn)榘凑?無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān) 標(biāo)準(zhǔn) 正常情況 下動(dòng) 靜觸頭之間的接觸電阻小于 350 而電力變壓器高壓側(cè) 的直流電阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)數(shù) 如果不是接觸不良情況十分嚴(yán)重 很難通過(guò)直流電阻值大小來(lái)判斷無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)缺陷 另外 即 使測(cè)出的直流電阻值存在明顯問(wèn)題時(shí) 也要在排除引線接頭螺紋 松動(dòng)等可能原因后才能進(jìn)一步分析分接開(kāi)關(guān)存在缺陷的可能性 盡管如此 當(dāng)懷疑無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)存在問(wèn)題時(shí)測(cè)量直流電阻 仍然是非常必要的 長(zhǎng)期以來(lái)通過(guò)測(cè)量直流電阻發(fā)現(xiàn)了許多無(wú) 勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)故障 避免了很多事故 測(cè)量直流電阻最重要的就 是要注意對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)分析比較 一是三相之間要進(jìn)行比較分析 二是測(cè)試值與出廠值及歷次測(cè)試數(shù)據(jù)分析比較 三是注意數(shù)值的 變化規(guī)