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变压器铁芯接地电流在线监测系统解决多点接地故障

导读: 变压器的绕组和铁芯是传递、变换电磁能量的主要部件,保证它们的安全是变压器可靠运行的关键。

  变压器的绕组和铁芯是传递、变换电磁能量的主要部件,保证它们的安全是变压器可靠运行的关键。统计资料表明因铁芯问题造成故障,占变压器总事故中的第三位。正常运行时,变压器铁芯需要有一点接地,避免铁芯因悬浮电位放电,其铁芯接地电流很小,约为几毫安到几十毫安,当变压器发生铁芯多点接地故障时,会产生涡流,其铁芯接地电流将增大到几安培甚至几十安培,从而会导致局部铁芯过热,引起铁芯局部过热导致绝缘油分解,还可能使接地片熔断或烧坏铁芯,导致铁芯电位悬浮,产生放电,造成轻瓦斯动作甚至重瓦斯动作跳闸,甚至损坏变压器,造成主变重大事故。通过测量变压器铁芯接地电流可直接反映出变压器的故障状态——是否存在铁芯多点接地。我国在《电力设备预防性试验规程》(Q/CSG10007-2004)中5.1“油浸式电力变压器”关于“铁芯及夹件绝缘电阻”的要求:“运行中铁芯接地电流一般不应大于0.1A”。因此,准确、及时地诊断与处理变压器铁芯多点接地故障,对保证变压器的安全运行具有重要意义。

  一、变压器铁芯正确接地方式

  在变压器正常运行中,带电的绕组及引线与油箱间构成的电场为不均匀电场,铁芯和其他金属构件就处于该电场中。高压绕组与低压绕组之间、低压绕组与铁芯之间、铁芯与大地(变压器油箱)之间都存在着寄生电容,带电绕组将过寄生电容的耦合作用使铁芯对地产生一定的电位,通常称为悬浮电位。由于铁芯及其他金属构件所处的位置不同,具有悬浮电位也不同,当两点之间的电位差达到能够击穿其间的绝缘时,便产生火花放电。这种放电是断续的,放电两点电位相同,但放电立刻停止,然后再产生电位差,再放电。。。断续放电的结果使变压器油分解,长期下去,逐渐使变压器固体绝缘损坏,导致事故发生,显然是不允许的。为避免上述情况发生,国标规定,变压器铁芯和较大金属零件均应通过油箱可靠接地,20000KVA及以上的变压器,其铁芯应通过套管从油箱上部引出并可靠接地。具体做法是将变压器铁芯与变电站的主网系统可靠连接。这样铁芯与大地之间的电容被短接,使铁芯处于零电位,这时在地线中流过的只是带电绕组对铁芯的寄生电容电流。对三相变压器来说,由于三相结构基本对称,三相电压对称,所以三相绕组对铁芯的电容电流之和几乎等于零。

  目前,广泛采用铁芯硅钢片间放一铜片的方法接地。尽管每片之间有绝缘膜,仍然认为是整个铁芯接地。从铁芯两端片可测得其电阻值,此电阻一般很小,仅为几欧到几十欧,在高压电场中可视为通路,因而铁芯只需一点接地。

  二、通常变压器为了确保铁芯一点接地,其铁芯的接地方式有四种:

  1、当上下夹件有拉杆或拉板且不绝缘时,接地铜片连接到上夹件上,再由上夹件吊芯螺杆接地

  2、上下夹件不绝缘时,接地铜片从下夹件经地脚螺丝接地

  3、当上下夹件间绝缘时,在上下铁轭的对称位置上各插一接地铜片连接夹件,由上夹件经铁芯至下夹件再接地,要求接地片位置对称的目的是为了避免铁芯两点接地

  4、当采用接地套管时,铁芯经接地片至上夹件与接地套管连接接地

  三、铁芯故障的类型有以下几种

  1、铁芯碰壳、碰夹件。

  2、穿芯螺栓钢座套过长与硅钢片短接

  3、油箱内有金属异物,使硅钢片局部短路

  4、铁芯绝缘受汗腺或损坏,箱底沉积油泥及水分,绝缘电阻下降,夹件绝缘受潮或损坏等,导致铁芯多点接地

  5、潜油泵轴承磨损,金属粉沫进入油箱中堆积底部,在电磁引力作用下形成桥路,使下铁轭与垫脚或箱底接通,造成多点接地

  6、运行维护差,到期不检修或大修

  7、接地片因加工工艺和设计不良造成短路。

  8、由于附件引起的多点接地。

  9、由遗落在主变内的金属异物和铁芯工艺不良产生毛刺,铁锈与焊渣等因素引起接地。

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