2003-09-23,某220 kV变电站1号主变压器经过大修,于12:35投入运行。21:20主变差动、瓦斯保护动作,一、二次开关跳闸,主变本体压力释放阀喷油。因该变电站仅有1台主变压器,因而造成主变二次66 kV系统全停,影响37座66 kV变电站停电,损失负荷10 000 kW·h。
1 事故原因分析
该变压器型号为SFPZ7-120000/220,沈阳变压器厂1993年3月生产,1994年1月投入运行。投运后一直没有大修。
事故后,立即对变压器进行了试验,通过高压绝缘试验以及油气样试验的数据分析,判定为变压器二次A相内部故障。经现场吊罩检查发现油箱内部存在较多的游离水,在油箱底部A相分接开关下有积水。二次绕组直流电阻异常。
2003-10-01,对该变压器进行了二次线圈分解检查,发现二次A相线圈铁心侧下数第29饼导线换位处垫块根部发生匝间短路。强大的短路电流使邻近的导线受到不同程度的机械损伤和绝缘破坏,其中短路匝的线饼最为严重,呈向铁心的收缩式变形。
(1) 该变压器的二次线圈为螺旋式,12根导线并绕,每线饼两匝。线圈采用“4-2-4”换位,工艺上通常将导线折成S型,导线被折弯后,匝绝缘强度有所降低,成为“绝缘弱点”。导线圆角与垫块形成“油楔”,油楔处电场强度比较集中,是正常匝电势的2倍左右。当变压器中的游离水转变成悬浮水进入绝缘通道,并被吸附在场强集中的地方(场强集中的区域对极性物质具有吸引力),在被吸附的悬浮水达到一定量时即发生击穿放电。在该变压器的线圈下部绝缘压板中,设有定向导油孔,指向二次线圈。在强迫油循环冷却状态下,游离水极易形成悬浮水而首先冲向二次线圈。变压器中游离水的存在是导致变压器内部故障的直接原因。
(2) 该变压器大修之前一直运行良好,试验数据基本正常,大修吊罩检查也没有发现游离水。说明游离水是大修过程中进入变压器的。大修后,虽然变压器的整体绝缘水平有了较大的提高,但是经过近10年的运行,匝间绝缘水平有所降低,而在大修中没有分解一、二次线圈,局部绝缘水平并没有得到改善。大修工作结束后变压器投入运行,在强迫油箱循环冷却状态下,变压器中存在的游离水进入二次线圈,是导致主变压器在大修结束,投运仅8 h就烧损的主要原因。
(3) 经调查分析,变压器中进水只有3种情况,一是真空泵(水环式)的工作水,二是真空滤油机的冷却水,三是变压器外壳的水冲洗。
事故后对真空泵、真空滤油机进行了试验,未发现有回水现象,对真空滤油机冷却水容器密封情况进行了加压检查,未发现泄漏。变压器外壳水冲洗是在变压器真空注油后,本体密封经检查处于良好的状态下进行的。所以,只有一种可能,就是对变压器进行真空注油过程中造成变压器进水。
此次使用的真空泵是山东省淄博真空泵厂2003年的产品,按照厂家说明书介绍,该真空泵开机应严格按照“一级泵(水环泵,型号为:ZSK-P1)→二级泵(罗茨泵,型号为:ZJ.P)→三级泵(罗茨泵,型号为:ZJ.P)”的顺序进行,停机应按照相反的顺序进行,并应在抽空管路上加装逆止阀和控制阀,避免真空泵突然停机时,水份带入抽空容器中。经查,在变压器大修过程中,进行抽真空工作时没有按照厂家规定程序操作,没有按规定在抽真空管路上加装逆止阀和控制阀,在关键环节上出现了错误。所以,可以断定变压器进水是在真空注油过程中从真空泵进入的。
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