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關(guān)于大型電力變壓器安全運行問題

文檔作者：董寶驊，董綱文檔來源：保定天威保變電氣股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年05月04日
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2OO3年8月
第4卷第4期
電力設(shè)備
Electrical Equipment
Aug．20O3
VOI．4 NO．4
關(guān)于大型電力變壓器安全運行問題
董寶驊，董綱
(保定天威保變電氣股份有限公司，河北保定071056)
摘要：變壓器在運行中存在電場、熱和力 破壞作用。防止電場破壞作用引起的絕緣事故，關(guān)鍵是控制變壓器內(nèi)的游
離水含量。防止出口短路力引起的事故，在制造方面，應(yīng)加強(qiáng)繞組的自支撐強(qiáng)度；在運行方面，應(yīng)設(shè)法減少出口短路
的頻度和烈度。防止局部過熱引起的事故或障礙，應(yīng)分別對待：一是消除漏磁場感生的渦流或環(huán)流引起的局部過熱，
另一是保持電氣接頭和分接開關(guān)觸頭接觸良好。
關(guān)鍵詞：電力變壓器；游離水含量；自支撐強(qiáng)度；局部過熱
中圖分類號：TM 406
0 前言
造成變壓器不正常運行的根本原因，是變壓器在運行中始
終存在電場的破壞作用、熱的破壞作用和力的破壞作用(磁的
破壞作用在熱和力中出現(xiàn))等3種破壞勢力。IEC的電力變壓
器標(biāo)準(zhǔn)【 J主要是針對這3種破壞勢力作了一系列規(guī)定。電力
行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或反事故措施，也都是針對這3種破壞勢力采取
防范措施。所有這些說明：只有從實際出發(fā)，有效地防止這3
種破壞勢力的破壞，才能從根本上保證變壓器的安全運行。
1 關(guān)于電場的破壞作用
“電場的破壞作用”是指作用在絕緣上的電場強(qiáng)度對變壓
器絕緣的破壞作用。絕緣被破壞，便形成絕緣事故。變壓器的
絕緣事故占全部事故的比例最大，每次事故造成的損失也最
大，所以首先要重視防止電場的破壞作用。
發(fā)生絕緣事故的根本原因是絕緣的耐受場強(qiáng)小于其作用
場強(qiáng)。從理論上說，有3種可能：
(1)作用于絕緣上場強(qiáng)大于耐受場強(qiáng)。
(2)絕緣的耐受場強(qiáng)低于作用場強(qiáng)。
(3)絕緣的耐受場強(qiáng)下降和作用場強(qiáng)的升高同時出現(xiàn)。
根據(jù)對資料比較齊全的88臺次變壓器絕緣事故(不含因
出口短路或局部過熱引起的絕緣損壞)分析統(tǒng)計，其中89．8％
的事故是在正常工作電壓下(含發(fā)電機(jī)變壓器投運或進(jìn)行測
量局部放電試驗的零起升壓)發(fā)生的。這說明上述3種可能中
的第2種是主要的。而且，需要特別注意的是：絕緣的耐受場
強(qiáng)的下降程度，不是經(jīng)不住標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的耐壓試驗，而是不能承
受正常工作電壓下的作用場強(qiáng)。
對于正常工作電壓下的絕緣事故，其中有35％ 明顯是進(jìn)
水受潮；有4％確是制造質(zhì)量問題(例如在事故點找到產(chǎn)生局
部放電的金屬異物)。而其余的事故原因，有油流帶電說，有
VFTO說，還有制造缺陷說，作者認(rèn)為值得探究。例如，油流帶
電是有明顯跡象的，曾有6次確鑿的油流帶電，但都并未引發(fā)
事故。又如，VFTO是非常高頻率的瞬變過電壓。受WGMOA
限止，峰值不會很高，而陡度可能很大。對于這種過電壓，由于
大型電力變壓器的入口電容較大和油紙絕緣有顯著的伏秒特
性，引發(fā)絕緣事故的可能性是不大的。曾有一臺進(jìn)IZ：l的變壓
器，外方聲稱事故原因是VFTO，作者當(dāng)場作了反駁。再次出
現(xiàn)同樣事故后證明，作者的意見是符合實際的，至于制造缺陷，
應(yīng)遵從“浴盆曲線”規(guī)律，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，憑證據(jù)下
結(jié)論。
作者認(rèn)為，對于分析正常工作電壓下的絕緣事故，應(yīng)充分
考慮以下事實：
(1)變壓器在長期運行中，由于油在不停地運動，而油中
含水量隨溫度的高低而增減，這就使紙絕緣中本來是均勻分布
的水分，逐漸變成不均勻分布。運行時問越長，分布越不均勻。
而且不均勻的趨向是向電場強(qiáng)度較高或／和溫度比較低的局部
區(qū)域集積。當(dāng)水分集積到一定程度時，在工作電場作用下，便
在絕緣紙板邊緣的油隙中，產(chǎn)生局部放電；或在絕緣紙板的表
面，發(fā)展樹枝狀爬電，最終導(dǎo)致絕緣結(jié)構(gòu)的貫穿性擊穿。這樣
的放電現(xiàn)象，對固體絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜的殼式變壓器，更容易出現(xiàn)。
這種一點突破，逐步發(fā)展的放電，可使耐受場強(qiáng)每毫米幾萬伏
的絕緣，在每毫米幾百伏的作用場強(qiáng)下?lián)舸?
(2)變壓器進(jìn)水受潮，尚未形成對地導(dǎo)電通路或浸濕的絕
緣體積較小，通過測量繞組的絕緣電阻、t 、泄漏電流以及油
中含水量，是不能被發(fā)覺的。例如，有一臺變壓器，被燒毀的繞
組在投運前的試驗結(jié)果是：絕緣電阻l 400Mfl，吸收比l_4tg6
為0．1％ ，l0kV直流電壓下的泄漏電流為4 。試驗結(jié)果完
全符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，而且可以認(rèn)為絕緣狀況良好。然而，解體檢
查證實，進(jìn)水的痕跡非常明顯，事故原因恰是該繞組的絕緣局
部受潮。
(3)從1891年出現(xiàn)油浸變壓器以來，對水分危害有一個
認(rèn)識過程，隨著認(rèn)識的不斷加深，變壓器的真空干燥和密封技
術(shù)就在不斷地改進(jìn)。當(dāng)今的煤油氣相干燥和全密封，具有劃時
代的意義和決定性的作用。煤油氣相干燥是把紙絕緣中的含
水量干燥到≤0．5％ ，使變壓器內(nèi)部達(dá)到基本上沒有游離水的
程度。再加上全密封，與大氣嚴(yán)密隔離，杜絕水分入侵。這就

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