论文部分内容阅读
摘 要：变压器是电力系统的主要设备，具有变换电压、分配和传输电能等作用。变压器是电力系统稳定运行的保障，变压器铁芯多点接地故障是变压器最为常见的故障，占变压器总事故中的第三位，而大型变压器出现铁芯多点接地故障的台数占总运行台数的3%左右。变压器铁芯多点接地故障轻者会造成铁芯局部过热，严重者会造成铁芯局部烧损。及时发现变压器铁芯多点接地故障，可以准确的检测出变压器铁芯多点接地的故障点并尽快排除变压器铁芯多点接地故障。
关键词：浅谈 变压器铁芯 多点接地故障 检测 处理
中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0068-01
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要是由初级线圈、次级线圈和铁芯组成。铁芯是由软磁材料制成的，一般由0.35 mm的冷轧硅钢片制成的，具有高起始导磁率、低损耗和磁性能稳定等特点[1]。当变压器运行正常时，铁芯只能有一个接地点。若出现两个或者多个接地点，悬浮电压就会产生间歇性击穿放电从而导致铁芯损坏，但是若铁芯有一点接地后就可能消除悬浮的电位[2]。若变压器铁芯由于某种原因出现2个或者2个以上接地点时，不均匀电位就会与接地点之间形成环流，有时甚至可高达数十安。变压器铁芯多点接地故障所产生的电流会造成变压器铁芯局部过热，导致油分解，从而产生可燃性气体，还有可能使接地片熔断，或者是烧坏铁芯，导致铁芯点位悬浮，产生放电，使变压器不能继续正常运行，这就是所谓的变压器铁芯多点接地故障。
1 变压器铁芯多点接地故障的检测
1.1 进行气相色谱分析
进行气相色谱分析时就是对油中所含的气量进行分析，是发现变压器铁芯多点接地故障最有效的办法，是截止到现在色谱分析中发展的最为成熟的分析方法[3]。气相色谱分析法是以气体为流动相的柱色谱分离技术，具有分离效能高、选择性好、灵敏度高、分析速度快和应用范围广泛等优点。气相色谱分析法的原理就是比较所需要分析的物质在色谱柱中的气相（载气）和固定（液）相之间分配系数的差异，进行反复多次的分配，使得原来的微小差别逐渐变大，从而达到分离的目的。乙炔是铁芯多点接地故障的主要特征气体，若发现气相色谱分析中总烃的含量超过《电力设备预防性试验规程》规定的正常值，也就是150 ppm时，而烃类各组成含量明显高于总烃的比率，基本上就可以确定变压器铁芯发生了多点接地故障。
1.2 测量接地线有无电流
如果变压器铁芯碰到上夹件而造成多点接地故障时，接地电流只是在铁芯夹件内部流动，而铁芯接地引出线中却没有电流流过，造成没有出现变压器铁芯多点接地故障的假象。所以可以用钳形电流表来检查变压器铁芯的外引接地套管的接地线上是否有电流通过。一般情况下，变压器铁芯的接地电流都很小，是mA级别的，一般都小于0.3 A。但是若出现变压器铁芯多点接地故障时，铁芯主磁通周围就会出现短路匝，匝内将有环流流过，而地线上故障电流还有可能会达到17～25 A。测量接地引线中有无电流，可以很准确地判断出变压器铁芯是否出现变压器铁芯多点接地故障。
2 变压器铁芯多点接地故障的处理
当确定发生变压器铁芯多点接地故障时，应立即采取有效的处理办法。对有外接地线的变压器，若测量到变压器铁芯多点接地故障点电流过大时，可以把地线临时断开，使变压器处于无地线运行状态。若是在变压器运行的过程中发现变压器铁芯多点接地故障时，可以对变压器先停电之后再进行吊芯检查和处理，这样可以保证变压器能够安全运行。[4]但是对于暂时不能进行停电检查的，可以考虑采用在外引铁芯接地回路上串接电阻的进行临时应急措施，以防止变压器铁芯与接地片之间引起回路的环流，防止变压器铁芯多点接地故障进一步恶化。在串接电阻前，要分别对铁芯接地回路的环流和开路电压进行测量，同时计算出串电阻阻值。串电阻阻值不可以过大，因为要保护变压器铁芯基本处于地电位；也不可以太小，以确保环流在0.1 A以下。同时还要密切观察所串电阻的热容量，以防烧坏电阻造成铁芯开路。由于变压器型号的不同且在空气中暴露时间不能过长，实际工作中都无法迅速找到变压器铁芯多点接地故障的故障点。尤其是由铁锈焊渣悬浮、油泥沉积、熔化或烧断残留等杂物所造成的铁芯多点接地故障，更是很难进行及时查找和排除，所以可以采用以下几种措施。
2.1 电容放电冲击法。
电容放电冲击法要根据现场的环境、变压器的接地方式和接地程度等具体情况，利用高压电气试验用升压变压器进行慢慢升压放电。电容器瞬间放电会产生巨大冲击电流，而电流所产生的电动力会将铁锈焊渣悬浮、油泥沉积、熔化或烧断残留等杂物移开。要准备0.3～50 μF左右的电容，用输出电压大约为2500 V的直流电压发生器对电容进行充电，等电容器完全充电后，再对变压器铁芯多点接地故障点进行放电，当听到响声，并发现有青烟冒出时，此处可能就是变压器铁芯多点接地故障点。用绝缘拉杆断开电容器与直流电压发生器的连接线，与变压器铁芯外引线接触，听到一声清脆的放电声时就完成了电容放电冲击。反复几次后，用1000 V兆欧表测量变压器铁芯绝缘电阻，当放电后检测的绝缘电阻值达到正常值时，就证明变压器铁芯多点接地故障已经排除。
2.2 电流冲击法
使用电流冲击法时要先把电焊机电流调到输出电流的最小值，之后把电焊机的接地线和变压器铁芯接地端连在一起，然后用焊把快速碰触垫脚，此时铁芯片与垫脚会通过接地的故障点形成一个回路，而流过的电流就会烧掉故障点。由于采用大电流冲击法对产生故障变压器进行操作，随着冲击电流值的不断加大，就会发现变压器油枕侧的铁芯垫脚的地方会冒出黑烟。要马上关掉电焊机，并检查垫脚垫块，若发现垫块木纹方向发黑，并附有炭化物，要立即将所有发黑的木垫块更换成干燥的垫块后，再对铁芯与地之间进行绝缘测量。若测量结果正常，这就说明变压器铁芯多点接地故障已排除。
参考文献
[1] 屈国民.变压器铁芯多点接地故障的检测与处理[J].赤峰学院学报，2007，23（6）：113.
[2] 孙鹏举.主变压器铁芯多点接地故障的检查处理[J].供用电，2005，22（1）：42.
[3] 黎炜.主变铁芯多点接地故障分析与处理[J].电力安全技术2003，5（3）：7.
[4] 邵引红.变压器铁芯多点接地故障的诊断及处理[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2008，8（2）：78.
关键词：浅谈 变压器铁芯 多点接地故障 检测 处理
中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0068-01
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要是由初级线圈、次级线圈和铁芯组成。铁芯是由软磁材料制成的，一般由0.35 mm的冷轧硅钢片制成的，具有高起始导磁率、低损耗和磁性能稳定等特点[1]。当变压器运行正常时，铁芯只能有一个接地点。若出现两个或者多个接地点，悬浮电压就会产生间歇性击穿放电从而导致铁芯损坏，但是若铁芯有一点接地后就可能消除悬浮的电位[2]。若变压器铁芯由于某种原因出现2个或者2个以上接地点时，不均匀电位就会与接地点之间形成环流，有时甚至可高达数十安。变压器铁芯多点接地故障所产生的电流会造成变压器铁芯局部过热，导致油分解，从而产生可燃性气体，还有可能使接地片熔断，或者是烧坏铁芯，导致铁芯点位悬浮，产生放电，使变压器不能继续正常运行，这就是所谓的变压器铁芯多点接地故障。
1 变压器铁芯多点接地故障的检测
1.1 进行气相色谱分析
进行气相色谱分析时就是对油中所含的气量进行分析，是发现变压器铁芯多点接地故障最有效的办法，是截止到现在色谱分析中发展的最为成熟的分析方法[3]。气相色谱分析法是以气体为流动相的柱色谱分离技术，具有分离效能高、选择性好、灵敏度高、分析速度快和应用范围广泛等优点。气相色谱分析法的原理就是比较所需要分析的物质在色谱柱中的气相（载气）和固定（液）相之间分配系数的差异，进行反复多次的分配，使得原来的微小差别逐渐变大，从而达到分离的目的。乙炔是铁芯多点接地故障的主要特征气体，若发现气相色谱分析中总烃的含量超过《电力设备预防性试验规程》规定的正常值，也就是150 ppm时，而烃类各组成含量明显高于总烃的比率，基本上就可以确定变压器铁芯发生了多点接地故障。
1.2 测量接地线有无电流
如果变压器铁芯碰到上夹件而造成多点接地故障时，接地电流只是在铁芯夹件内部流动，而铁芯接地引出线中却没有电流流过，造成没有出现变压器铁芯多点接地故障的假象。所以可以用钳形电流表来检查变压器铁芯的外引接地套管的接地线上是否有电流通过。一般情况下，变压器铁芯的接地电流都很小，是mA级别的，一般都小于0.3 A。但是若出现变压器铁芯多点接地故障时，铁芯主磁通周围就会出现短路匝，匝内将有环流流过，而地线上故障电流还有可能会达到17～25 A。测量接地引线中有无电流，可以很准确地判断出变压器铁芯是否出现变压器铁芯多点接地故障。
2 变压器铁芯多点接地故障的处理
当确定发生变压器铁芯多点接地故障时，应立即采取有效的处理办法。对有外接地线的变压器，若测量到变压器铁芯多点接地故障点电流过大时，可以把地线临时断开，使变压器处于无地线运行状态。若是在变压器运行的过程中发现变压器铁芯多点接地故障时，可以对变压器先停电之后再进行吊芯检查和处理，这样可以保证变压器能够安全运行。[4]但是对于暂时不能进行停电检查的，可以考虑采用在外引铁芯接地回路上串接电阻的进行临时应急措施，以防止变压器铁芯与接地片之间引起回路的环流，防止变压器铁芯多点接地故障进一步恶化。在串接电阻前，要分别对铁芯接地回路的环流和开路电压进行测量，同时计算出串电阻阻值。串电阻阻值不可以过大，因为要保护变压器铁芯基本处于地电位；也不可以太小，以确保环流在0.1 A以下。同时还要密切观察所串电阻的热容量，以防烧坏电阻造成铁芯开路。由于变压器型号的不同且在空气中暴露时间不能过长，实际工作中都无法迅速找到变压器铁芯多点接地故障的故障点。尤其是由铁锈焊渣悬浮、油泥沉积、熔化或烧断残留等杂物所造成的铁芯多点接地故障，更是很难进行及时查找和排除，所以可以采用以下几种措施。
2.1 电容放电冲击法。
电容放电冲击法要根据现场的环境、变压器的接地方式和接地程度等具体情况，利用高压电气试验用升压变压器进行慢慢升压放电。电容器瞬间放电会产生巨大冲击电流，而电流所产生的电动力会将铁锈焊渣悬浮、油泥沉积、熔化或烧断残留等杂物移开。要准备0.3～50 μF左右的电容，用输出电压大约为2500 V的直流电压发生器对电容进行充电，等电容器完全充电后，再对变压器铁芯多点接地故障点进行放电，当听到响声，并发现有青烟冒出时，此处可能就是变压器铁芯多点接地故障点。用绝缘拉杆断开电容器与直流电压发生器的连接线，与变压器铁芯外引线接触，听到一声清脆的放电声时就完成了电容放电冲击。反复几次后，用1000 V兆欧表测量变压器铁芯绝缘电阻，当放电后检测的绝缘电阻值达到正常值时，就证明变压器铁芯多点接地故障已经排除。
2.2 电流冲击法
使用电流冲击法时要先把电焊机电流调到输出电流的最小值，之后把电焊机的接地线和变压器铁芯接地端连在一起，然后用焊把快速碰触垫脚，此时铁芯片与垫脚会通过接地的故障点形成一个回路，而流过的电流就会烧掉故障点。由于采用大电流冲击法对产生故障变压器进行操作，随着冲击电流值的不断加大，就会发现变压器油枕侧的铁芯垫脚的地方会冒出黑烟。要马上关掉电焊机，并检查垫脚垫块，若发现垫块木纹方向发黑，并附有炭化物，要立即将所有发黑的木垫块更换成干燥的垫块后，再对铁芯与地之间进行绝缘测量。若测量结果正常，这就说明变压器铁芯多点接地故障已排除。
参考文献
[1] 屈国民.变压器铁芯多点接地故障的检测与处理[J].赤峰学院学报，2007，23（6）：113.
[2] 孙鹏举.主变压器铁芯多点接地故障的检查处理[J].供用电，2005，22（1）：42.
[3] 黎炜.主变铁芯多点接地故障分析与处理[J].电力安全技术2003，5（3）：7.
[4] 邵引红.变压器铁芯多点接地故障的诊断及处理[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2008，8（2）：78.