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一起电力变压器雷电过电压事故分析

1事故经过

    2003年8月22日,某变电所遭受雷暴袭击,12时43分该变电所66kV草通东线发生a、b相接地故障,保护动作跳闸,重合成功;同时2号主变(铝绕组薄绝缘变压器,型号为SFD一63000/220,双绕组结构,1976年出厂)轻、重瓦斯保护动作,主变两侧开关跳闸;66kVn段母线三相避雷器动作[FZ一63,残压值244kV(峰值)]。

    2现场检查试验情况

    当天对2号主变进行检查,发现变压器压力释放阀、220kV中性点避雷器没有动作,主变本体无喷、漏油现象,外部检查未见异常。

    从22OkV故障录波图显示故障持续时间约280ms,故障电流方均根值A相593名A,B相983.6A,C相416.4A。

    气体继电器检测正常。绕组直流电阻测试无异常。色谱试验表明变压器内部发生过高能量放电。

    采用频率响应法和低电压短路阻抗法对高低压绕组测试表明,绕组不存在明显变形。

    为了确定变压器绕组绝缘是否损坏以及可能损坏的程度,进行了局部放电试验。测试中对高低压绕组同时进行监测。首先测试高压C相、低压c相,在低压bc加压。试验时发现在L3倍额定电压下,高低压局部视在放电量都很大,高压约为5000pC,低压侧约为4000pC。由于放电波形不稳定,很难比对高低压绕组放电量变化情况。测试高压A相、低压a相,在低压ca加压,施加电压约80%额定电压时,高低压绕组放电量突然增大,放电量达数万pC。于是降低施加电压,通过比对高低压绕组放电情况,认为很可能低压存在严重放电。随着时间的延长,放电趋于稳定,但高数值放电仍然时常出现。测试高压B相、低压b相时,高低压绕组均没有出现大的放电量,放电量为18OpC。重新测试高压C相、低压C相时,发现高低压绕组的放电量均已经很小,约为200PC。而重新测试高压A相、低压a相时仍然有幅值很大的放电波形时常出现。综合分析可以认定高压A相出现的大幅值的放电波形是低压a相传递过去的,低压a相局部纵向绝缘存在严重的损坏情况。第一次测试高压C相出现的大幅值放电波形实际也是从低压a相传递过去的。只不过随着加压时间的延长,损坏的匝间毛刺变小,低压a相起始放电电压上升,使得重新测试C相时低压a相放电量大大降低(这时低压a相施加的电压只有65%匝电压)。

    局部放电试验后,进行了色谱试验(见表3)。由表3可见,CZH:数值有了较大的增长,从侧面说明了局部放电试验时变压器内部发生严重放电。

     3解体检查

     从图2可以看到,低压a相绕组部分匝间绝缘烧损严重,上数第11、12层,烧损处宽scm,匝间、股间均有烧损,股间有7一8股短路,烧蚀深度约smm。

    从图3还可以看到另一处的烧损情况,低压a相上数第2层绝缘也已经烧损,且附近有大量积碳。

    4事故过程及原因分析

    输电线路上出现的雷电过电压有两种形式,一种是感应雷过电压,另一种是直击雷过电压。比较感应雷与直击雷的特点,从三相避雷器同时动作的特征看,此次雷击更符合感应雷过电压的特点。

    当雷电波人侵到避雷器后,阀式避雷器动作。加在变压器66kV侧上的电压为避雷器残压。由于避雷器距离变压器有一段距离,因此变压器承受的最大冲击电压实际上要大于避雷器残压值。理论分析与实测均表明,避雷器动作后施加在变压器上的电压具有振荡的性质,其振荡轴为避雷器的残压。这是由于


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