寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器廠家短路事故原因分析

寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器本身動穩(wěn)定性能差 寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器因外部短路而損壞的因素很多,情況也比較復雜。但從近五年來寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器短路事故發(fā)生的過程、現(xiàn)象及其事后的解體檢查情況看,寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器之所以短路后立即造成損壞,主要是寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器本身抗短路能力不夠。也就是說,寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器動穩(wěn)定性能先天不足,追其原因大致有以下幾點:

(1)變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對作用在寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器繞組上的電動力,僅用靜力學的理論計算,看來是不能正確反映寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器承受短路電流沖擊能力的。因為繞組各部分的作用力和形變的關(guān)系是很復雜的,也是隨時間在變化的。因此,只有對動態(tài)過程進行分析,才能使電動力的研究結(jié)果更符合實際情況。正是這一原因致使一部分寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器在遭受低于規(guī)定強度的短路電流沖擊,且保護速動下,仍然發(fā)生繞組變形現(xiàn)象,甚至導致絕緣擊穿。這明顯地說明這些寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器的動穩(wěn)定性較差,不能承受短路瞬間的非對稱電流第一個峰值產(chǎn)生的電動力作用。如東北遼陽變電站一臺DFPSF-250000/500寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器,在發(fā)生互感器事故時形成低壓側(cè)三相短路,造成低壓側(cè)引線支架多處斷裂,繞組變形,低壓X2端繞組與鐵心短路。事故時短路電流為105kA,低于寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器應(yīng)承受的電流值,保護動作也正常,但仍使變壓器損壞。又如江蘇諫壁發(fā)電廠一臺SFP-360000/220變壓器,在機組與電網(wǎng)解裂時,機組縱向差動保護、主變重瓦斯保護和發(fā)電機負序、主變零序保護動作,壓力釋放閥動作噴油、起火,導致A相高壓繞組變形,偏離軸線傾斜;A相低壓繞組有幾十根線匝從鐵心柱和壓板間冒出,嚴重變形;A相鐵心嚴重損壞。 事故后,多次組織由各方面專家組成的事故分析小組,對事故進行細致的分析,認為造成寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器嚴重損壞的主要原因是寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器承受短路能力不夠。吊心檢查還發(fā)現(xiàn)上述兩組寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器的低壓繞組均采用機械強度很差的換位導線。此外,還有因繞組的動穩(wěn)定強度不夠發(fā)生重復性事故。如山西神頭第一發(fā)電廠2號聯(lián)變120000kVA/500kV單相自耦寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器,繼1990年B相事故后,又發(fā)生C相類似事故。運行中,由于220kV單相短路發(fā)展為B、C相短路,持續(xù)220ms,寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器壓力釋放閥動作,高壓套管爆破,油箱焊縫開裂10處,繞組嚴重變形。這說明該組寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器沒有承受近區(qū)短路故障的能力。

(2)在寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器制造中,繞組軸向壓緊工藝不佳。這不僅使繞組較終未能達到設(shè)計和工藝要求的高度,不能使其始終保持緊固狀態(tài),而且在短路軸向力的作用下,繞組有可能出現(xiàn)松動或變形現(xiàn)象。發(fā)生這一問題是與一些變壓器廠沒有很好地針對國內(nèi)材料和工藝現(xiàn)狀,而盲目地采用同一絕緣壓板結(jié)構(gòu)有關(guān)。采用這種結(jié)構(gòu)雖然可節(jié)省端部絕緣距離,降低附加損耗,但是采用這種結(jié)構(gòu)通常需要對墊塊進行密化處理。在繞組加工好后,還應(yīng)對單個繞組進行恒壓干燥,并測量出繞組壓縮后的高度。把同一壓板下的各個繞組調(diào)整到同一高度,然后在總裝時用油壓裝置對繞組施加規(guī)定的壓力,較終達到設(shè)計和工藝要求的高度。只有經(jīng)過這樣嚴格的工藝處理,才能保證總裝時同一壓板下的各繞組都能夠被壓緊,而且能夠在運行過程中保持穩(wěn)定。否則就可能帶來質(zhì)量上的重大隱患。如湖南長沙電業(yè)局岳屏站的一臺SFZ8-31500/110Y結(jié)寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器,運行中低壓10kV線路故障短路,在速斷保護正確動作的情況下,寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器重瓦斯跳閘,造成A相繞組首端受損,繞組嚴重扭曲位移,B、C兩相低壓繞組也有扭曲現(xiàn)象。經(jīng)檢查,高、低壓繞組的上部有明顯的高度差,在同一壓板下受力不均。再如山西的一臺31500kVA/110kV雙繞組寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器,盡管在運行及常規(guī)試驗中沒有發(fā)現(xiàn)任何異常,但用頻響法卻測試出低壓繞組已有變形,經(jīng)吊罩檢查發(fā)現(xiàn),繞組上夾件的下支板上翹20mm,繞組軸向尺寸相應(yīng)拉長20mm,并呈現(xiàn)縱向大波浪狀。返廠解體檢查發(fā)現(xiàn),高壓繞組基本完好,低壓繞組有嚴重變形,大部分墊塊松脫,軸向完全處于自由狀態(tài)。只是由于其線餅間仍然保持平行而未導致絕緣擊穿,以致于這樣的寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器在停運前還在帶滿負荷運行。該寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器是用一塊絕緣壓板壓兩個繞組。據(jù)調(diào)查,該寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器在運行的7年間曾遭受多次沖擊(開關(guān)速斷動作64次,過流動作8次,跳閘后重合閘動作17次)。分析該臺寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器繞組嚴重變形的主要原因是由于制造過程中低壓繞組壓緊不夠,在受短路力作用時產(chǎn)生軸向位移,促使高、低壓繞組間高度差逐步擴大,導致繞組安匝不平衡加劇,使漏磁造成的軸向力一次比一次增大。110kV寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器類似的例子是比較多的。