天津市红旗路变电站主变事故分析

天津市红旗路变电站主变事故分析

某变电站主变事故案例：

2000年8月8日22：50，天津市红旗路变电站1号主变差动、重瓦斯保护动作，2201、301、201开关掉闸，245自投成功。1号主变压力释放阀动作。35kV。5母差动作，302开关掉闸：1-0避雷器动作一次。23：20合302，0：5535kV线路恢复正常。(通过故障录波图进行事故追忆显示1号主变301掉闸时间为22：52""22"755，5母差切302时间为22：52""23"525)。

1、现场检查

(1)1号主变压力释放阀喷油，瓦斯继电器有气体，进行油色谱分析：瓦斯继电器处取油样乙炔值为1784ppm;下部放油阀取油样乙炔值为92ppm，分析结论：总烃、乙炔超过注意值，为高能量放电性事故;电气试验直阻、绝阻、空载不合格，判断为C相绕组短路;变形试验确定为中压侧Cm相绕组有变形，判断为中压侧Cm相绕组有故障;

(2)检查346-4刀闸发现动静触头相间放电、动触头与网门三相放电，刀闸损坏。

(3)35kV母线刀闸瓷瓶无放电痕迹，当天无工作，无操作。值班人员在22：00巡视未见异常。

(4)35kV避雷器本年度预防性试验合格。

(5)35kV接地信号装置检查正常，接地延时1"，但接地消失，接地信号不保持。天津市红旗路变电站主变事故分析。

(6)当天在故障前后出现持续雷雨天气：天津地区的相对湿度为95%，降水量7.3毫米，西南风3级。

1.1 主变吊检发现损坏情况

1)C相绕组上部压板及对应的铁轭上部有大量的铜沫及烧黑的电磁线绝缘纸片。

2)高压调压绕组线段有多处轻微的变形，个别线段有压塌现象，部分线段幅向松动。

3)中、低压绕组的压板比高压绕组的压板凸起15-20mm。(A相15mm、B相15mm、C相20mm)

4)35kV侧Cm相绕组{中部出线}首端(下部绕组)1--2段靠近出线部位段间短路产生电弧，部分电磁线(组合导线)烧断、对应的内侧绝缘纸板{2层3mm纸板}及35kV凋压绕组被电弧烧伤。上部、下部绕组首端1-4段共8段绕组变形严重且多处绝缘破裂露铜。

5)35kV侧Bm相上部、下部绕组(中部出线)首端1-4段共8段绕组变形严重且多处绝缘破裂露铜，无放电痕迹。

6)35kV绕组段间油道(绕组中部)不一致，Am相5mm油道3个，Bm、Cm相10mm油道3个，局部区域电抗高度相差10×3-5×3=15毫米，属绕组制造质量问题。

1.2 主变运行状况

1)红旗路1号变压器，型号：SFPZ7-120000/220，西安变压器厂1994年11月产品。1996年12月26日启动，第一次冲击合闸时重瓦斯、差动保护动作掉闸;：压力释放阀喷油，对变压器油进行色谱分析，分析结论为乙炔、总烃均超标，变压器内部有高能量放电现象。吊罩检查为10kV引线铜排b、c相由于安装主绝缘距离不够造成相间短路放电。修复后变压器进行了相关的绝缘试验和绕组变形测量，试验结论合格。故障后对变压器油进行真空脱气处理。变压器于1997年3月14日再次启动投入运行，此时变压器油中乙炔含量 15.4PPm，属故障残留气体，运行后跟踪色谱分析，乙炔含量逐步下降且无明显变化。天津市红旗路变电站主变事故分析。

2)1999年8月9日.35kV出线323出口电缆三相短路故障.变压器压力释放阀动作喷油(少量)，变压器重瓦斯保护及差动保护没动作，变压器也未掉闸。对变压器油进行色谱分析与历次数据比较无明显变化，99年9月19日进行电气试验检查及有载开关吊检试验结论合格，进行绕组变形测量，通过试验数据分析，该变压器中压侧c相绕组存在轻度变形，不影响变压器的运行。

2、变电站的主变事故原因分析

2.1 变压器制造中存在的问题

经过故障吊检发现，该变压器在生产制造过程中存在许多问题。

2.1.1设计上存在的问题

1)该制造厂没有1800A的无载分接开关，用两台1000A的开关代替。故将35kV绕组设计成完全一致的两个上下并联绕组，从中部出线，在中性点处抽头作分接，由于是降压变。从里到外是低、中、高压排列，不得不在35kV绕组中采用23根换位组合导线，总截面几何尺寸过大，使绕组整体机械强度达不到要求。

2)在换位"S"弯处放置孤立很小填充垫块，并没有任何专项固定措施，在电动力作用和绕组整体机械力的作用下，这些填充小垫块如同虚设，不起作用，当震动脱落后，此处支撑点消失，增大振荡空间或导线位移空间造成绕组导线在电动力作用下失稳：

3)采用23根换位组合导线，从整体看绝缘过薄，2层电缆纸，1层高密度纸，它的电气强度完全可以满足要求，由于导线平整度较差在电动力作用下，产生摩擦力和剪切力，从而造成导线绝缘破损，降低机械强度和电气强度。

2.1.2 工艺要求上存在的不足

1)35kVAmBmCm三相绕组中部首端出线饼间油道绝缘垫块存在严重工艺上的差异：a：Am相饼间油道垫块放置5min×3，而Bm Cm两相饼间油道垫块放置10mm×3(据厂家设计人员介绍图纸应该是5mm为正确)这就使得设计电磁计算时安匝平衡产生了极大误差，从而也增大了绕组在此区域的安匝不平衡度，造成故障时的电动力加大，这也是本次事故的主要原因。b：厂家生产人员为了满足35kV绕组Am、Bm、Cm三相总体电抗高度相一致，由于首端垫块之差，而在绕组其它饼间，增加(或减少)了饼间油道垫块片数。

2)绕组"S"弯处的填充垫块，本应竖置摆放，这样机械强度和稳定性较好，而实际上填充垫块既有竖置摆放，也有水平摆放，而Bm、Cm相大部分散落垫块都是水平摆放的填充垫块。

3)BmCm两相故障源点都是在绕组首端上、下包"S"弯处，共有6处，从此证明在对"S"弯工艺处理上还存在着绝缘薄弱和机械强度问题，以及制造加工上对换位组合导线的机械伤害问题。

综上所述，在制造过程中存在这样那样一些问题为变压器在电网上的安全运行埋下了事故隐患。

2.2 红旗路站地区电容电流测试情况

为进一步分析过电压原因，8月26日对红旗路站35kV电容电流补偿情况进行实测分析。结果如下：

1号变单元，电容电流的计算值为138.7安培.消弧电抗器补偿电流为147.7安培;电容电流实测值为110.2安培，过补偿电流达到37.5安培，因此，过补偿值太大，对电弧熄灭不利，容易产生过电压。

2.3 纵绝缘损坏原因的综合分析

2.3.1 变压器过电压导致内部匝间或层间首端绝缘薄弱点发生放电

由于线路产生的短路间歇放电和346-4刀闸相间及相间对地放电短路造成变压器过电压，导致内部匝间或层间首端绝缘薄弱点处发生放电。变压器故障过电压一般是由不对称短路和间歇电流放电而引起的，为了更好分析在过渡期间变压器内部端电压的变化，要从三种形式的过电压波进行分析，即：非周期波、周期波以及合成波。它们波的时间以微秒计算，波的幅值以干伏计算：