大型变压器事故防范

    据不完全统计，近10年来220kv及以上变压器事故率逐年降低，1995～1999年每年的事故率都在1%以下，其中500kv变压器比前5年降低了一倍。1999年500kv变压器事故率为0.48%，220kv变压器为0.44%。这样低的事故率是比较先进的。说明我国的大型变压器制造质量和运行管理水平有了很大的提高。现仅对近5年来200kv及以上变压器的几种事故类型的主要原因及预防措施简述如下。

　　一、绕组损坏

　　1.绕组损坏的主要原因

　　在大型变压器事故中，绕组损坏比较多，修复困难，损失大。制造厂设计考虑不周，制作工艺不良是这类事故的主要原因。

　　（1）变压器内部绕组布置设计不当，500kv变压器采用200kv线端调压，调压绕组的引线从绕组的下端部引出，由于引线较多，不仅破坏了200kv绕组下端部布置的静电板的完整性，而与其相近的200kv绕组中性点间的电位亦为200kv，造成该部位电场的复杂化，使得工艺处理更加困难，形成局部高场强，造成了绝缘结构上的薄弱环节，留下事故隐患。此外，此部位正处于器身下部进油口附近，油的流速较高，可能发生油流带电，同时中低压绕组间的接地屏接地引线机械破损，可能造成电位悬浮，从而加速了制造缺陷的恶化，形成突发短路事故。

　　（2）引线支架存在制造缺陷支点少，强度不够，运行中折断造成突发性相间及对地短路。变压器爆燃起火烧损。

　　（3）内部电屏蔽固定不牢，铜铂起皱剥离开壳体，又由于低压侧引线铜排全部裸露，引发放电，从而造成低压引线铜排发生三相短路，变压器烧损。

　　（4）由于结构设计不当，端部漏磁比较严重，增加了绕组和结构中的附加损耗，附加损耗与电阻损耗的比值高达80%，绕组最大分接与额定分接的短路损耗差值也很大，说明由于漏磁造成的损耗太大。另外，由于低压绕组分成两个布置在高压绕组的内外两侧，其二端部正处于高压绕组的分接区内，局部安匝不平衡度增加，又由于低压绕组内外穿越大电流引线，工艺难以保证质量，从而造成绕组烧损事故。

　　（5）总装配工艺粗糙，使绕组匝绝缘受伤，致使在运行中发生烧损事故。

　　（6）换位导线绕包绝缘松散，运行中绝缘膨胀，堵塞冷却油道，设计垫块油道为4.5mm，堵塞后平均为2mm，最小只有0.5mm。由于油道堵塞使绝缘严重老化、破损，造成匝间短路烧损事故。

　　（7）进水受潮，使变压器绝缘下降，导致绕组烧损，进水的途径较多，如壳体与冷却系统各连接部位密封不良，水冷却器铜管漏水，套管端部密封垫片老化，投运前绕组干燥不良，以及检修中进水等。

　　（8）误操作，带接地刀闸误投变压器，带电误合接地刀闸，均造成变压器出口短路，将变压器烧损，还有带负荷误拉刀闸，造成变压器绕组变形和匝间短路，仅1998年由于误操作损坏变压器就达6台•次。

　　（9）检修人员不慎将金属异物掉入油箱内，进入油箱内查找时，使引线距离变化，重新注油时不抽真空，注入的油处理不符标准要求，绝缘强度低，导致低压引线相间击穿短路。

　　2.绕组损坏的主要预防措施

　　（1）制造厂应改由500kv变压器绕组布置结构，避免220kv线端调压绕组从下端部引出很多引线，增加220kv绕组下端部绝缘布置的困难，防止下端部绝缘得不到完整的布置，发生局部场强高，形成绝缘结构的薄弱环节。适当降低油流速度，防止在高场强下发生油流带电。

　　（2）在结构上要采取有效措施降低端部漏磁，降低附加损耗。在绕组布置上要防止由于绕组分接位置不同而造成各绕组间的安匝不平衡。在工艺上要处理好低压两个绕组间大电流穿越性引线的绝缘。改善总装配工艺，防止损伤绕组匝间绝缘。

　　（3）油箱屏蔽，对于防止油箱局部过热和减少附加损耗起着重要作用，但装用的材料必须固定牢靠，还要防止材料尖角对电场的畸变。在箱油内的低压绕组引线铜排应包扎绝缘，引线铜排的支架和固定应牢固可靠，防止发生短路接地。

　　（4）要采取有效措施提高换位导线制造质量。对于大容量变压器低压绕组采用换位导线时，应充分考虑导线的强度和刚度与短路力的配合，以及导线绝缘膨胀对油道散热的影响。

　　（5）防止水分和空气进入变压器，使绝缘性能变劣，降低耐电强度，促使热老化加剧以及游离电压的降低。首先要做好各连接部位的密封，密封面应平整光洁，密封垫应采用优质耐油橡胶或其他材料，防止渗漏油；水冷却器应按照相应标准进行严密性试验，运行中油压必须大于水压，在冬季应防止停用及备用冷却器铜管冻裂；补油时要严防带入水分和杂质等。

　　（6）在变压器吊检时，要防止碰伤、踩伤、扭伤绝缘，特别是从入孔进入内部检查时，因内部的空间较小，引线较多，不能碰撞，更不能蹬踩。

　　（7）在安装、检修中要严防杂物遗留在变压器内。特别要注意，潜油泵的轴承易磨损，如发现过热、振动、渗漏油等异常现象时，应及时处理，防止将破损部分带入变压器内。潜油泵的速度应改为低于（1000r/min）的低速泵。潜油泵的轴承，应采用E级或D级，禁止使用无铭牌、无级别的轴承。

　　（8）变压器检修后注油时，必须按制造厂说明书规定，进行真空注油，真空度，抽真空时间，注油速度，真空范围等均应达到要求。注入的油必须经过处理且试验合格。

　　（9）检修中要严格执行制造厂的有关工艺规定，防止由于随意性的检修，造成设备损坏。

　　二、短路损坏

　　1.短路损坏的主要原因

　　器身结构抗短路的强度差，在外部短路时即可导致变压器严重损坏。近10年来由于短路强度不够而损坏的变压器逐年增加，1996年最高达变压器事故总数的50%，近几年有所下降约为40%，其中110kv级变压器约占70%。主要原因如下：

　　（1）绕组压紧结构设计不当，烘压工艺粗糙。采用一块连接片压紧高压、低压两个绕组，又由于垫块纸板不进行密化预压处理，各个绕组的压缩系数不同，因此，很难做到二个绕组压缩到规定的同一紧度，其中松者在短路时就会发生损坏。如果低压绕组采用导线股数很多的螺旋式结构（为降低附加损耗）。压紧绕组更加困难。

　　（2）连接片强度不够，多次事故中端部连接片被折断，有的折成几块，有的采用两个半圆层压木板压紧绕组，其压紧强度很难达到要求。由于纵向压紧强度不够，短路时在径向力的作用下，使内绕组向铁芯方向挤压，因而铁芯烧损屡有发生。

　　（3）压钉数量少，各压钉间压力不均，导致绕组压紧度不均，使得各绕组得不到充分均匀后压紧。

　　（4）铁轭上的支撑件结构不当，焊接不良，强度不够，在短路冲击下损坏，使绕组失去轴向支撑而损坏。

　　（5）由于设计和装压工艺不当，造成绕组间安匝不平衡，增大了短路时的电动力。

　　（6）低压绕组内衬采用软纸筒，强度很低，且纸筒与铁芯之间的撑条数量少，没有填实撑好，造成低压绕组强度低。

　　（7）内部引线支撑点少，支架强度不够，导体裸露，往往造成内部相间短路事故。

　　（8）运行管理不善，变压器出口和近区短路故障较多，当发生短路故障时，有的保护失灵，开关拒动，使变压器长时间承受短路电流，而将变压器绕组严重烧损，有的变压器遭受多次近区短路冲击而不进行内部检查处理，直到再次短路而严重烧坏。

　　2.短路损坏的主要预防措施

　　（1）制造设计中要保证抗短路冲击的能力，改进绕组压紧结构。铁轭支撑件在短路冲击下不能损坏。提高绕组的烘压、装配水平，保证各绕组的高度一致，防止绕组间出现安匝不平衡。低压绕组内衬纸筒应采用高强度纸筒，各绕组之间和绕组与铁芯之间的撑条数量应适当增加，以提高幅向强度。采用高强度连接片，不得采用两个半圆压板压紧绕组，增加压钉数量，保证绕组轴向压紧度。采用高机械强度的导线和绝缘材料。

　　（2）对处于负荷中心的枢纽变电所运行的变压器，其低压绕组的容量、电压和短路阻抗等参数的选择，应重点考虑变压器短路时的动稳定性能。

　　（3）选用经过突发短路试验合格的相应系列的变压器，并索取试验报告和短路能力动态计算报告。对220kv及以上大容量变压器应进行动态抗短路能力计算合格。

　　（4）加强变电站的运行维护工作，尽可能减少变压器出口和近区的短路故障。采取有效措施防止主开关及相应保护发生拒动。对遭受近区短路冲击的变压器应适时进行内部检查，发现问题及时处理，避免多次累积而损坏。

　　（5）应开展变压器绕组变形测量工作，通过对比，发现绕组变形情况，进而判断动稳定性能。

　　三、套管损坏

　　1.套管损坏的主要原因

　　套管事故不但套管本身损坏，而且波及变压器本体和周围其他设备，且易酿成火灾，主要原因包括：

　　（1）制造留有缺陷，如套管电容屏绝缘卷制不良，局部有严重绉痕，运行中发生局部放电，导致电容芯贯穿性击穿；电容屏干燥处理不彻底，致使下瓷套开裂等。

　　（2）绝缘老化，局部电容层发生热击穿而爆炸，并引燃变压器油，引起火灾。

　　（3）套管介质损失角不合格，套管爆炸，喷油起火。

　　2.套管损坏的主要预防措施

　　（1）制造厂应提高工艺质检管理水平，防止绝缘纸绕包松散，发生严重绉折，导致沿邹折放电；防止电容屏尺寸错误，造成电容屏端部电场集中，形成树枝状放电，损坏绝缘，造成击穿爆炸。

　　（2）在制造中真空干燥处理必须彻底，否则绝缘中留有残留气泡，在电场作用下，这些气泡要承受比固体绝缘更高的电场强度而产生局部放电，在长期工作电压下放电不断漫延与发展，损坏绝缘，若残存水分，绝缘中发出的热量会超过向周围散发的热量，绝缘温度将会不断升高而产生热不稳定，进而造成热击穿。

　　（3）按电力设备预防性试验规程的规定，认真进行试验，特别要注意介质损失角、电容量和色谱分析结果的变化趋势，不能只考虑试验结果绝对值，更要研究历次试验结果的相对变化，以便及时发现问题，及时处理防止损坏。

　　（4）有渗漏油缺陷的应及时处理，引线端子的接触发热要适时检测。

　　（5）对老旧可靠性差及试验不合格的应尽早处理，如要进行解体检修时，组装后应进行真空注油，真空度及抽真空时间应符合制造厂要求，检修后应进行高电压下的介损和局部放电试验。

　　四、调压开关故障

　　1.调压开关故障的主要原因

　　有载调压开关是变压器运行中具有运动功能的部件，由于调压开关故障引起变压器事故的情况时有发生，主要原因如下：

　　（1）制造缺陷。选择开关与切换开关配合不到位，极性开关不到位，转动轴脱扣、曲柄轴销子断裂，切换开关触头接触不良，甚至脱落损坏，动触头切换时被卡而使调压线圈烧伤，操动机构与开关连接轴断裂，以及调压机构控制回路失灵等。

　　（2）操作错误。分接开关操作不到位，变压器冲击合闸时造成调压线圈饼间击穿；由于开关机械限位保护失灵，操作方向不正确，致使变压器的分接开关和引线烧损。

　　（3）安装不当。安装时位置没有对准，使整体偏斜，造成滑动接触不良，扩大错位拉弧，致使分接间放电烧损。

　　2.调压开关故障的主要预防措施

　　（1）变压器制造厂对选用的调压开关质量要严格把关；调压开关制造厂应对已暴露出的各种质量问题积极采取有效措施加以改进；运行单位要加强预试、维修、技术培训，并认真贯彻《有载调压开关运行、维修导则》以减少其引起的变压器的事故。

　　（2）安装单位应按照说明书的要求正确安装，体位不允许有偏差，要特注意分接引线距离和固定状况，动静触头间的接触良好、操动机构指示位置正确，开关箱内油密封良好。并认真进行调试，切换过渡时间内无间断，用手动操动机构两终端机械限位应可靠，用电动操动传动机构两终端电气限位应可靠。