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關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：	更新時間： 2023年05月04日
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2OO3年8月
第4卷第4期
電力設備
Electrical Equipment
Aug．20O3
VOI．4 NO．4
關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，關鍵是控制變壓器內的游
離水含量。防止出口短路力引起的事故，在制造方面，應加強繞組的自支撐強度；在運行方面，應設法減少出口短路
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觸頭接觸良好。
關鍵詞：電力變壓器；游離水含量；自支撐強度；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)等3種破壞勢力。IEC的電力變壓
器標準【 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)有關標準或反事故措施，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小于其作用
場強。從理論上說，有3種可能：
(1)作用于絕緣上場強大于耐受場強。
(2)絕緣的耐受場強低于作用場強。
(3)絕緣的耐受場強下降和作用場強的升高同時出現。
根據對資料比較齊全的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)電機變壓器投運或進行測
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
強的下降程度，不是經不住標準規(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。
對于正常工作電壓下的絕緣事故，其中有35％ 明顯是進
水受潮；有4％確是制造質量問題(例如在事故點找到產生局
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IZ：l的變壓
器，外方聲稱事故原因是VFTO，作者當場作了反駁。再次出
現同樣事故后證明，作者的意見是符合實際的，至于制造缺陷，
應遵從“浴盆曲線”規(guī)律，根據國家標準的規(guī)定，憑證據下
結論。
作者認為，對于分析正常工作電壓下的絕緣事故，應充分
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度較高或／和溫度比較低的局部
區(qū)域集積。當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，最終導致絕緣結構的貫穿性擊穿。這樣
的放電現象，對固體絕緣結構復雜的殼式變壓器，更容易出現。
這種一點突破，逐步發(fā)展的放電，可使耐受場強每毫米幾萬伏
的絕緣，在每毫米幾百伏的作用場強下?lián)舸?
(2)變壓器進水受潮，尚未形成對地導電通路或浸濕的絕
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 。試驗結果完
全符合標準規(guī)定，而且可以認為絕緣狀況良好。然而，解體檢
查證實，進水的痕跡非常明顯，事故原因恰是該繞組的絕緣局
部受潮。
(3)從1891年出現油浸變壓器以來，對水分危害有一個
認識過程，隨著認識的不斷加深，變壓器的真空干燥和密封技
術就在不斷地改進。當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％ ，使變壓器內部達到基本上沒有游離水的
程度。再加上全密封，與大氣嚴密隔離，杜絕水分入侵。這就

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