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)過事故經(jīng)過 2003 年 1 月 19 日 0 33 10 某供電公司 220 主變壓器 型 號為 7 120000 220 三線圈 輕重瓦斯 差動保護動作 一次 開關(guān)跳閘 二次開關(guān)未跳閘 0 35 26 與該變壓器并聯(lián)運行的另 1 臺主變壓器復(fù)合過流保護動作 一 二次開關(guān)跳閘 0 35 35 手動 拉開該變壓器二次開關(guān) 同時發(fā)現(xiàn)該變壓器著火 事故發(fā)生時 該 變壓器有功負荷 70 2 變壓器損壞情況變壓器損壞情況 現(xiàn)場外觀檢查發(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) 相無勵磁 分接開關(guān)嚴重?zé)龘p 相繞組圍屏開裂 線圈裸露 相無 勵磁分接開關(guān)接觸不到位 相鐵心底角螺絲墊有燒痕 相分接 開關(guān)對箱壁有放電痕跡 將高壓圍屏拆除后發(fā)現(xiàn) 相高壓 線圈無變形 相線圈基本脫落 損壞嚴重 3 事故前監(jiān)視運行情況事故前監(jiān)視運行情況 該變壓器于 1998 年 4 月 25 日投運 投運前進行了常規(guī)試驗 耐壓 二 三次及一次中性點 試驗 均未發(fā)現(xiàn)問題 色譜試驗數(shù) 據(jù)為乙炔痕量 局部放電試驗數(shù)據(jù) 在 1 5 倍對地交流電壓下 三 相高壓端的局部視在放電量均小于 500 試驗合格 但該變 壓器 相繞組在 20 25 期間持續(xù)放電量達 1100 相切始放電量也較大 運行至 2002 年 3 月 15 日期間色譜試驗 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 日投入運行 投運前所有試驗數(shù)據(jù) 合格 包括局放 9 月 16 日帶負荷運行 10 月 22 日發(fā)現(xiàn)乙炔 進行油色譜跟蹤試驗 10 月 28 日主變停運熱備用 停運后進行的常規(guī)試驗及局 部放電試驗均未發(fā)現(xiàn)問題 為排除潛油泵問題而引起的油色譜 試驗數(shù)據(jù)異常 11 月 7 15 日在變壓器停運狀態(tài) 啟動潛油泵進 行色譜監(jiān)視 通過色譜數(shù)據(jù)分析排除了潛油泵問題 12 月 12 日對變壓器進行了脫氣處理 隨后進行帶負荷油 色譜監(jiān)視運行 4 事故原因分析事故原因分析 通過解體檢查及運行記錄分析 事故原因不難找出 相分 接開關(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 開關(guān)拒動 與之并聯(lián)運行的另 1 臺變壓器向該主變反充電 時間長 達 3 是使事故擴大并發(fā)展的主要原因 事故發(fā)展的過程 由于 相無勵磁分接開關(guān)調(diào)整不到位 不排除由于運行年久使接 觸壓力有所減小的可能性 在變壓器空載運行時在級電壓作用下 可能產(chǎn)生局部放電 但是由于此時一次電流很小 觸頭間并沒有出 現(xiàn)嚴重過熱現(xiàn)象 當(dāng)一次側(cè)通過負載電流 約 190 后動 靜觸 頭之間開始發(fā)熱 放電 附近油溫開始上升 溫度上升使得動觸 頭彈性進一步下降 動 靜觸頭之間壓力進一步降低 發(fā)熱更加嚴 重 形成惡性循環(huán) 結(jié)果是 動 靜觸頭在電與熱的作用下融化 燒蝕 無勵磁分接開關(guān)絕緣筒內(nèi)的絕緣油在高溫下氣化產(chǎn)生強 大的壓力使絕緣筒烤糊脹裂 輕 重瓦斯繼電器動作 一次開關(guān)跳 閘 但由于二次保護沒有動作 與之并聯(lián)運行的另 1 臺變壓器通 過 66 連接引線向該變壓器送電 此時 相無勵磁分接開 關(guān)內(nèi)分接引線間已經(jīng)是短路狀態(tài) 從而造成 相高壓繞組嚴重?zé)?損 其產(chǎn)生的強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 無勵磁分接開關(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勵磁分接開關(guān) 楔形開關(guān)動觸 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 基本不會發(fā)生大的劣化 因而接觸壓力基本不會發(fā)生變化 在調(diào) 節(jié)檔位時 用扳手旋動調(diào)節(jié)盤上的螺桿 當(dāng)調(diào)到某個檔位后 應(yīng)將 扳手稍許回調(diào)不動方調(diào)整到位 操作手感很不好 實踐證明很 容易造成誤操作 5 預(yù)防措施預(yù)防措施 運行經(jīng)驗表明 各種類型的無勵磁分接開關(guān)都出現(xiàn)過程度不 同的故障 有的還導(dǎo)致事故的發(fā)生 故障原因很多 統(tǒng)計表明 絕 大多數(shù)的故障類型是動 靜觸頭接觸不良 造成動 靜觸頭接 觸不良的原因大致有四個 一是運行過程中由于電磁力而形成的 機械振動 二是由于安裝工藝不良而造成機械變形使得動 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 四是運行年久由于彈簧劣化而造成動 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關(guān) 其結(jié)構(gòu)類似 于楔形開關(guān) 不同之處在于鼓形開關(guān)動觸頭為盤形彈簧 與靜觸頭 之間的接觸壓力完全靠盤形彈簧的彈性壓力 一旦運行年久 特 別是經(jīng)過大電流后 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 鼓形開關(guān)檔位調(diào)節(jié)采取用手扳動的調(diào)節(jié)方式 聽到一響聲表明已經(jīng)調(diào)節(jié)一檔 但到位程度無法從手感上判斷 因此也有可能造成操作 單相鼓形觸環(huán)式觸頭開關(guān)操作簡便 手 柄與觸頭轉(zhuǎn)動角度對應(yīng) 過死點自動歸位 同時觸頭容量較大 但 早期產(chǎn)品觸頭中使用盤形蝸卷彈簧 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)兩觸點間接觸壓力嚴重不一致 致使 其接觸可靠性大打折扣 接觸電阻不穩(wěn)定 20 世紀 90 年代雖有 了改進型 改盤形彈簧為普通圓柱彈簧 基本解決了觸頭接觸問題 但 其傳動靈活性差 操作力矩較大 此次事故發(fā)生前的色譜跟蹤試驗不能確定故障的位置 也沒 有發(fā)現(xiàn)故障的嚴重性 這說明無勵磁分接開關(guān)缺陷有時是難以通 過色譜跟蹤試驗確定的 由故障發(fā)展為事故的過程是很快的 具有 突發(fā)性 但是進行油色譜跟蹤試驗卻是必要的 發(fā)現(xiàn)動 靜觸頭接觸不良缺陷比較有效的手段就是測量變 壓器的直流電阻 但是 直流電阻測試對于發(fā)現(xiàn)此類缺陷是有很 大局限性的 這是因為按照 無勵磁分接開關(guān) 標準 正常情況 下動 靜觸頭之間的接觸電阻小于 350 而電力變壓器高壓側(cè) 的直流電阻值遠遠大于這個數(shù) 如果不是接觸不良情況十分嚴重 很難通過直流電阻值大小來判斷無勵磁分接開關(guān)缺陷 另外 即 使測出的直流電阻值存在明顯問題時 也要在排除引線接頭螺紋 松動等可能原因后才能進一步分析分接開關(guān)存在缺陷的可能性 盡管如此 當(dāng)懷疑無勵磁分接開關(guān)存在問題時測量直流電阻 仍然是非常必要的 長期以來通過測量直流電阻發(fā)現(xiàn)了許多無 勵磁分接開關(guān)故障 避免了很多事故 測量直流電阻最重要的就 是要注意對測試數(shù)據(jù)分析比較 一是三相之間要進行比較分析 二是測試值與出廠值及歷次測試數(shù)據(jù)分析比較 三是注意數(shù)值的 變化規(guī)