一起220千伏变压器故障处理分析

马群 王晓辉 沈润 何成宝

摘要：2021年3月，运行人员在对220千伏某变电站变进行巡视时，发现4号主变低压侧全绝缘管母异常响声较大，结合该地区今天阴雨天气，初步判断全绝缘管母内部绝缘存在劣化，为避免缺陷进一步扩大导致4号主变跳闸，立即申请4号主变临停，进行进一步检查。

关键词：变压器、异常声响、内部绝缘

一、故障前運行方式

1.1正常运行方式

220kV双母线接线，其中1、3号主变高压侧运行于220kV正母线，2、4号主变高压侧运行于220kV副母线，220kV正付母线并列运行。

110kV双母双分段接线，1号主变中压侧701开关运行于110kV1母线，2号主变中压侧702开关运行于110kV2母线，3号主变中压侧703开关运行于110kV3母线，4号主变中压侧704开关运行于110kV4母线，110kV各母线分列运行。

10kV共8条母线分段接线，1号主变低压侧双分支101A、101B开关分别带10kV1、2母线，2号主变低压侧双分支102A、102B开关分别带10kV3、4母线，3号主变低压侧双分支103A、103B开关分别带10kV5、6母线，4号主变低压侧双分支104A、104B开关分别带10kV7、8母线。

2.2故障前运行方式

故障前，220kV正母线检修，3号主变因高压侧开关有工作，处于冷备用状态。110kV3/4段母联710B开关合位，10kV4/5母线母联100B开关、10kV6/7母线母联100C开关合位。

二、现场检查结果

2.1一次设备情况

通过现场对绝缘管母解体检查，发现绝缘管母A相单相接地和绝缘护套烧毁。初步判断，该管母在现场安装时，施工人员对管母击穿部位附近中间接头的绝缘防水密封处理存在缺陷，使绝缘管母防水性能降低，且该绝缘管母无导体屏蔽层，易产生不均匀电场放电，在抱箍处管母绝缘薄弱时，产生击穿放电。

2.2保护动作情况

对后台信息进行查看，17时04分，4号主变差动保护启动，10千伏某线2段过流保护动作，调取4号主变高压侧电流、低压侧10千伏104B开关电流、10千伏8段母线电压故障录波如图1至图2所示。

从图1可以看出，在0时刻至T1区间1.6ms内，10千伏8段母线电压突变过程为A相电压波形降低，而A、B相电压均有线电压升高的短暂趋势。T1至T2区间9ms内，10千伏8段母线A相电压降至0，但104B开关无故障电流流经A相回路，说明10千伏系统A相出线无故障，故障点只能在母线内侧即在4号主变保护区内，而104B开关C相回路电流陡增，说明10千伏系统出线C相发生了接地故障。

从图2可以看出，T2至T3阶段，10千伏系统A相出现绝缘恢复的情况，T3时刻以后，10千伏系统基本处于A相接地的状态，即A相绝缘管母完全击穿，而104B故障电流陡增时，10千伏系统出线C相发生了高阻接地。

从图3可以看出，在540ms以后，出线C相接地故障被切除，104B开关C相电流无陡增，10千伏8段母线A相电压为0，B、C相电压完全升高至线电压，为10千伏A相接地，即10千伏管母A相发生击穿。

综合分析，在4号主变低压侧A相管母发生击穿的同时，10千伏该线发生C相高阻接地，4号主变10千伏侧发生AC相间非金属性短路故障，引起4号主变差动保护启动，但差流最大为0.545A（二次值）小于保护动作值1.13A（二次值），主变差动保护未动作。某10kV二线，线路发生C相接地，主变低压侧管母A相接地，构成相间短路，距离2段保护动作。

三、故障原因分析

对于低压侧中性点不接地系统，在发生两相短路接地时，可近似看成相间短路情形。在两个短路接地点越靠近电源侧或者短路接地阻抗越小，流过故障点的短路电流也就越大。若主变低压侧管母处发生A相击穿接地，而低压出线侧C相接地点靠近变电站端或者C相完全接地，就有可能使故障电流达到主变差动保护动作定值，从而造成主变差动保护动作。

因为出线流变只有A、C相流变，假如低压出线侧B相发生接地，出线并不会发生过流保护动作。如果故障电流达到主变差动保护定值，则会造成主变差动保护动作。

四、故障处理情况

因现场阴雨，不具备试验条件，无法对A、C相管母状态进行进一步检测，且4号主变计划3月19日至22日检修，18日晚暂不复役，根据19日试验及厂家物资情况，再进一步确定处理方案。

为彻底消除4号主变低压侧全绝缘管母隐患，计划将全绝缘管母改造为半绝缘管母加支柱绝缘方式，物资准备需20天，但4号主变计划为3月22日送电，为不影响4号主变送电，现场先将10千伏绝缘管母与4号主变解头，并对主变10千伏桩头和管母终端进行热缩处理，4号主变先不带10千伏负荷运行，待绝缘管母整改完毕后再与4号主变进行搭接。