[摘要]  針對(duì)一起6KV6kV樹脂絕緣干式變壓器一次側(cè)繞組接地引起爆炸以及和保護(hù)越級(jí)跳閘的故障原因進(jìn)行分析探討，找出故障原因并處理，為今后此類故障的分析處理和預(yù)防工作打下基礎(chǔ)。
 

關(guān)鍵詞  干式變壓器 繞組爆炸   越級(jí)跳閘   一次側(cè)
 

1 故障概況

某日，某日清晨5點(diǎn)50分，我某公司某條生產(chǎn)線供電的一臺(tái)6KV6kV樹脂絕緣干式變壓器（額定容量為2 500KVA500kVA）一次側(cè)B相繞組發(fā)生故障，引起大片弧光，進(jìn)而引起導(dǎo)致相間短路最終導(dǎo)致引發(fā)爆炸，。電源進(jìn)線柜和該臺(tái)變壓器的出線開關(guān)柜保護(hù)動(dòng)作，但是斷路器仍在合閘狀態(tài)，導(dǎo)致變電站與之相應(yīng)對(duì)應(yīng)的6KV6kV饋線開關(guān)柜分閘，將致使上級(jí)的35KV35kV油浸式變壓器進(jìn)線開關(guān)柜保護(hù)瞬間動(dòng)作將該開關(guān)柜內(nèi)的斷路器由合閘瞬間切換到分閘狀態(tài)。也就是說(shuō)下級(jí)的6KV6kV干式變壓器一次側(cè)B相繞組接地故障引起的爆炸最終導(dǎo)致二次保護(hù)越級(jí)跳閘。，同時(shí)35KV35kV油浸式變壓器保護(hù)測(cè)控柜報(bào)本體壓力釋放警。

與此同時(shí)，變電站35KV35kV油浸式變壓器主保護(hù)和后備保護(hù)各動(dòng)作一次，變電站與之相應(yīng)的6KV6kV饋線開關(guān)柜NSA3112線路測(cè)控保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告顯示保護(hù)于當(dāng)日05:50:34:401啟動(dòng)， 故障類型：為Kac Kac，故障電流：為53.87A  87A，0.35S 35s后過(guò)流I段動(dòng)作。

2 電氣系統(tǒng)主接線圖

35KV35kV變電站和6KV6kV配電室電氣主接線圖如圖1所示。一條35KV35kV母線經(jīng)32開關(guān)將電送電至35KV35kV油浸式變壓器一次側(cè)，其二次側(cè)6KV6kV進(jìn)線經(jīng)52開關(guān)送電至6KV6kV母線，6KV6kV母線的一條饋線通過(guò)經(jīng)53開關(guān)送電至6KV6kV配電室的電源進(jìn)線柜。，接著通過(guò)母線將電送至6KV6kV干式變壓器一次側(cè)，再由6kV干式變壓器二次側(cè)400V出線通過(guò)出線柜各路斷路器送電至分配到車間的各個(gè)動(dòng)力電源柜里去，來(lái)承擔(dān)負(fù)荷。
 

  

圖1 系統(tǒng)主接線圖
 

3 故障查找過(guò)程

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)人員反映，聽見一聲巨響之后車間全部停電。決定電工對(duì)6KV6kV配電室現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面巡檢。，先檢查6KV6kV開關(guān)柜，時(shí)發(fā)現(xiàn)，6KV6kV電源進(jìn)線柜和變壓器出線開關(guān)柜的線路保護(hù)裝置里有報(bào)警和動(dòng)作指示。。由電源進(jìn)線柜DGR2201線路保護(hù)測(cè)控裝置動(dòng)作報(bào)告顯示記錄里看到電流速斷保護(hù)于當(dāng)日05:48:49 49:0735mS 電流速斷保護(hù)動(dòng)作 ，Ia=30.27 27A、Ib=50.85 85A、Ic=55.57 57A，Uab=12.1 1V、Ubc=18.2 2V、Uca=17.1V ；干式變壓器出線柜DGR2234低壓變壓器保護(hù)測(cè)控裝置動(dòng)作報(bào)告記錄里看到顯示速斷保護(hù)于當(dāng)日05:49:19: 0108mS 速斷保護(hù)動(dòng)作， Ia Ia=49.07 07A、IbIb=93.76 76A、Ic Ic=01.61 61A，Uab Uab=12.4 4V、Ubc Ubc=19.2 2V、Uca Uca=13.9V。之后對(duì)6kV干式變壓器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)該變壓器柜前面上部紗窗有燒焦痕跡，打開柜門一看，到一次側(cè)三相電纜銅鼻子因相間短路被打掉一塊，（尤其是B相最嚴(yán)重）厲害，高壓側(cè)B相繞組絕緣層及燒壞，B相繞組其下面下方的冷卻風(fēng)扇被燒毀，檢測(cè)繞組溫度的溫度傳感器線被燒斷，詳見下圖圖2所示。
 

圖2
 

4 故障分析與探討

由于這是一該臺(tái)6kV干式變壓器為新投入使用的運(yùn)變壓器，又經(jīng)過(guò)排查，可以排除線圈絕緣老化、負(fù)載短路、接地不良、雷擊過(guò)電壓等原因，，因此所以初步分析判斷故障產(chǎn)生的原因可能有以下面幾點(diǎn)：。

4.（1）變壓器本身問(wèn)題，。變壓器一次側(cè)繞組所采用的材料質(zhì)量不良，、絕緣層材料混進(jìn)金屬物質(zhì)，、樹脂澆注工藝沒做好，，都有可能造成一次側(cè)繞組接地引起大片弧光，進(jìn)而產(chǎn)生相間短路最終導(dǎo)致爆炸和以及二次保護(hù)越級(jí)跳閘的現(xiàn)象。

4.（2）所帶負(fù)荷中有1000KW1 000kW大功率中頻加熱設(shè)備，其產(chǎn)生的多次諧波危害對(duì)變壓器造成的影響。對(duì)于干式變壓器，諧波不僅會(huì)加劇使渦流和集膚效應(yīng)加劇，造成變壓器絕緣損壞，大大降低其使用壽命，還會(huì)使繞組產(chǎn)生震動(dòng)而、制造額外噪聲。但在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)過(guò)詢問(wèn)多家中頻廠家均未出現(xiàn)過(guò)中頻諧波導(dǎo)致變壓器爆炸的案例。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，第一種故障產(chǎn)生的原因最有可能是性最大第一種。因?yàn)樵撟儔浩鞅Ｗo(hù)測(cè)控裝置動(dòng)作報(bào)告記錄里顯示速斷保護(hù)動(dòng)作，B相電流為A相電流的兩倍，C相電流幾乎接近為零，這說(shuō)明C相的電流串到B相繞組里造成B相繞組過(guò)熱，其絕緣被加速破壞，導(dǎo)致B相繞組接地，在6kV高壓作用6KV情況下輸入側(cè)引起出現(xiàn)大片弧光，進(jìn)而引起造成相間短路，最終導(dǎo)致引發(fā)爆炸，之后保護(hù)電流速斷保護(hù)迅速動(dòng)作，經(jīng)在上級(jí)延時(shí)響應(yīng)片刻，35KV35kV變電站進(jìn)線保護(hù)動(dòng)作，使斷路器小車分閘，快速切斷電源，從而避免事故進(jìn)一步擴(kuò)散。但以下是變壓器廠家出具的故障分析報(bào)告：

關(guān)于勝利鋼管有限公司2500KVA干式變壓器故障分析報(bào)告

山東勝利鋼管有限公司使用******有限公司SCB10-2500/6.3KVA干式變壓器(產(chǎn)品編號(hào)******)，運(yùn)行中出現(xiàn)高壓跳閘故障。為保障用戶供電需要，******公司于最短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)同一型號(hào)產(chǎn)品對(duì)故障變壓器進(jìn)行了更換處理，并對(duì)故障產(chǎn)品返廠后進(jìn)行解剖分析。

故障變壓器外觀檢查:A、B高壓接線板出現(xiàn)對(duì)地放電痕跡；B相高壓繞組內(nèi)壁出現(xiàn)貫穿性電弧灼傷；高壓側(cè)冷卻風(fēng)機(jī)燒融；B相溫控傳感線損壞。拆除連接組別高壓連桿及低壓中性點(diǎn)銅排，使用調(diào)壓器從低壓側(cè)送電400V，A、C兩相正常，B相加壓56V時(shí)，電流780A，一、二次間絕緣筒起火燃燒，斷定B相繞組存在短路故障。拆除鐵芯上軛，吊出B相高低壓繞組仔細(xì)觀察，短路點(diǎn)位于B相高壓位高壓繞組內(nèi)壁從上至下38cm位置處，B相低壓繞組相對(duì)應(yīng)位置有放射性開裂，絕緣筒燒熔處存有非銅不明金屬顆粒及兩段2cm長(zhǎng)金屬絲。將高壓線圈短路部位用無(wú)齒鋸剖開，除燒融處外未發(fā)現(xiàn)其它匝間、段間短路現(xiàn)象，二、三段間絕緣間隙45mm，符合設(shè)計(jì)要求。

結(jié)論：此故障產(chǎn)品應(yīng)是因?yàn)锽相繞組高低壓之間落入金屬異物，卡在絕緣筒受損部位，造成絕緣強(qiáng)度降低，高低壓之間發(fā)生弧光短路。

 

根據(jù)報(bào)告可以看出變壓器廠家的故障分析報(bào)告給出的結(jié)論是B相繞組高低壓繞組之間落入金屬異物，這與“是我們?cè)诜治龉收显驎r(shí)所未想到的，我們的故障分析只想到了設(shè)備加工過(guò)程中可能出現(xiàn)的“變壓器自身問(wèn)題，絕緣層材料混進(jìn)金屬物質(zhì)””有一定出入問(wèn)題，而未想到是設(shè)備運(yùn)輸與安裝過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，。所以為此，在以后的工作中我們要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)輸和安裝過(guò)程的加強(qiáng)防護(hù)。

 

5 處理措施

（1）   由于根據(jù)上述故障原因，為避免油箱變形和爆裂，開啟35KV35kV油浸式變壓器壓力釋放閥開啟來(lái)釋放油箱內(nèi)的壓力。。但在正常運(yùn)行情況下時(shí)該壓力釋放閥是在關(guān)閉狀態(tài)下的。，所以因此，在釋放壓力后要將壓力釋放閥打在關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)而從而解除該臺(tái)35KV油浸式變壓器的保護(hù)測(cè)控柜報(bào)本體壓力釋放警。，否則35KV油浸式變壓器進(jìn)線開關(guān)柜的斷路器手車就無(wú)法合閘。