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1.2.4.5.6国网山东省电力公司聊城供电公司252000
3.国网山东省电力公司高唐县供电公司252800
摘要：本文主要分析220kV变电站主变压器故障发生的原因和相应的解决措施，旨在为电力系统中此类设备的安全运行提供相关参考意见。
关键词：电力系统；220kV；变压器；高温过热；故障分析
主变压器是变电站正常运行的关键设备，对电力系统的安全运行有十分重要的作用。针对主变压器发生的故障，必须认真分析故障原因，充分了解个别故障设备的实际运行情况以及主变压器故障造成的一系列损失，在把握故障发生原因的基础上，采取科学的措施做好防范工作，从而保证相关设备的安全稳定运行。
1.220kV变电站主变压器故障原因分析
1.1电流互感器主绝缘发生击穿
经过研究可以得出以下结论，变电站主变压器发生故障的主要原因是电流互感器主绝缘发生了击穿。这里以220KV龙山变电站#2主变压器发生故障为例，在具体的故障事件中，经检测开关柜中的电流互感器和线排烧伤并不严重，柜中的测温片也保存完好，这就表明#2主变压器故障事件中短路的能量不高，电气接触也处于良好状态。由此可见，电流互感器绝缘外壳出现问题不是短路和接触不良导致的。在变压器发生故障后，相关技术人员进行了解剖检查，从而发现电流互感器中出现了分层现象，并且没有在内部发现缓冲层和屏蔽的相关措施。变电站通常采用的是浇注式电流互感器，这种电流互感器主要采用环氧树脂浇注而成，该材质有其特殊性，与金属热膨胀有很大的区别，这就使得这种电流互感器在使用时必须在其中填充毛毡等特殊物质作为缓冲层，以保证电流互感器绝缘的安全。但是#2主变压器故障事件中正因为电流互感器内部缺乏缓冲层和屏蔽层，从而导致电流互感器主绝缘发生击穿。
1.2相间短路故障
220kV龙山变电站#2主变压器故障事件发生的另一个原因在于出现了相间短路故障，一般情况下，电流互感器绝缘击穿后如果出现单相接地是不会造成主变压器故障的，这是中性点非有效接地系统的特殊之处。中性点非有效接地系统在出现单相接地的情况后，通过接地点的电流是非故障相对地电容电流的总和。在220kV龙山变电站#2主变压器故障中，消弧线圈、补充电流都有具体的运行地方和运行数据，故障发生之前和补偿之后测得的电容电流有很大的区别，消弧线圈具有保证电弧自行熄灭的作用，能使单相接地自行消失。但单相接地并没有真正地消失，而是在一定的时间后变成了相间短路。220kV龙山变电站#2主变压器发生故障的事件中，相关人员逐个排查了开关柜中的其他两相电流互感器和线排，得出了相间短路是由接地电弧发生漂移所致的结论。另外，在气体和液体绝缘方面，可以借助消弧线圈补偿系统电容电流，从而保证绝缘的恢复，进一步降低单相接地变成相间短路的几率。然而，当固体绝缘设备发生绝缘击穿时，放电通道上每隔一段时间就会出现电流，该电流的阻性分量是比较大的，而且放电通道和消弧线圈的电流变化都需要过渡，消弧线圈也就不能对绝缘击穿后的接地电流进行补偿。除此之外，主变压器发生故障的原因还可能是单相接地出现间歇电弧接地过电压时，绝缘比较薄弱的地方被击穿，导致两相短路，这是因为接地选线装置发出信号的位置是不正确的
1.3主变压器故障预防的具体措施
针对浇注式电流互感器绝缘击穿的故障进行防范，浇注式电流互感器内部存在着不足是导致主变电器发生故障的重要原因，由于内部存在局限，会使其在局部放电的长期作用下发生绝缘击穿。对于这方面问题，可以采取投运前开展局部放电试验进行解决。实践表明，完美的电流互感器在进行局部放电时局部放电量通常会在50pC或者更低；而存在着缺陷的电流互感器在进行试验时，局部放电量会达到好几百pC。
消弧线圈的投入运行，以下情况必须投入消弧线圈：（1）10kV系统单相接地电流大于30A；（2）35kV系统单相接地电流大于10A。上述情况投入消弧线圈才能有效避免弧光接地造成的不良影响。消弧线圈可以对单相接地的对地电容电流进行有效的补偿，可以缩短电弧熄灭的时间，而缩短电弧熄灭的时间对避免相间故障的发生有十分重要的意义。事实表明，消弧线圈对固体绝缘设备的作用不是很大，比如在A主变压器发生故障的具体事件中，也投入了消弧线圈，但还是出现了相间短路故障发生的情况。随着社会的发展，接地转移技术在中性点非有效接地系统中的应用会越来越多，这种技术可以在最短的时间内将单相接地进行旁路，从而避免相间短路故障的发生，保证主变压器安全运行
2.主变压器铁芯故障原因分析
2.1铁芯未正确安装
在220kV主变压器的安装过程中，由于安装人员的专业技术水平有限，不按操作程序安装，常导致变压器铁芯多点接地故障。这种类型的多点接地故障，在实际检修过程中又比较隐秘，操作过程中不易发现并及时纠正。这种安装上的原因，是造成220kV主变压器铁芯电阻存在多点接地的主观因素，可以通过加强人员培训，提高技能，避免因人为安装不当，而给电力企业造成损失。
2.2变压器主绝缘性受损
220kV主变压器的绝缘性是其正常运行的基本条件，而绝缘性又极易受外部主、客观因素的影响和干扰，在某些情况下会破坏变压器的绝缘性，使铁芯发生多点接地情况，造成铁芯周围的绝缘层被破坏。围绕220kV主变压器铁芯，会有一层绝缘材料，如绝缘皮或绝缘筒等绝缘材料。这种绝缘材料，能保证220kV主变压器铁芯与外界隔绝，使铁芯能正常工作。但在实际操作中，由于外部变压器油中的腐蚀成分和水分，极易造成铁芯周围绝缘材料绝缘损坏，从而造成铁芯接地失效。
2.3变压器铁芯漏磁
第一，铁芯本身质量不过关，电力企业出于成本考虑，采用了质量较差的磁芯，投入使用后，难免会出现各种漏磁问题。第二，铁芯受压过大，绝缘层过薄，使其绝缘性无法保证；在铁芯的安装、储存或使用过程中，夹杂着过多的悬浮物和灰尘等杂质，影响铁芯的使用效果。
3.优化220kV主变压器铁芯接地故障措施
3.1及时处理现场故障
若变压器长时间不运转，或未进行密封性处理，则应对变压器各部分进行仔细地现场检修。尤其是当天气比较潮湿，经常下雨，或天气条件比较极端时，会因天气因素引起的接地故障更多。所以在恶劣天气条件下，应加强现场检修，对铁芯接地故障进行现场分析。如有需要，可采用太阳灯烘烤，使220kV主变压器铁芯接地的绝缘性能得到有效保障。
3.2加强日常保养和管理
接地铁芯的日常维护和检修工作非常重要，对220kV主变压器铁芯接地进行日常检修，可避免发生突发情况，影响日常供电需求。每天的管理和维修，主要是通过以系统的形式，把铁芯接地纳入日常的维修工序。大修时，应检查220kV主变压器是否有严重发热、发臭、放电不正常等现象。除此外，还应检查铁芯接地的各个部分，如穿芯螺杆、接地片、绝缘材料、铁芯和夹层之间绝缘漆是否完好。把这几项工作结合起来进行日常检修，可提高220kV主变压器铁芯正常运行的效率，避免因日常工作的失误和疏忽，造成供电工程瘫痪，遭受更大范围的损失。
3.3保持220kV主变压器周围干燥
为避免220kV主变压器铁芯干燥和导电不稳定，安装时可采用部分干燥装置进行恒温干燥。例如，可以借助吸尘器，清除220kV主变压器内的灰尘，保证铁芯与线圈之间的清洁。在220kV主变压器工作环境较潮湿的情况下，需要借助于电吹风或烘干机等各种干燥和除湿设备，将铁芯内、外壁附着的水珠清除掉，使铁芯绝缘性能不变。
4.结语
总之，变压器故障严重影响企业供电效率。严重威胁到供电设备的安全。因此，企业的运维管理人员，应该增强责任意识，提高对故障问题的认识，正确识别和处理各种故障，根据故障原因，加强设备的运维管理。
参考文献：
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[2]穆永保.一起 220kV 变压器绕组变形缺陷的诊断与原因分析[J].变压器，2014，51（11）：62-65.