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(dòng)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(fù)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(dòng)穩(wěn)定性能先天不足,追其原因大致有以下幾點(diǎn):

(1)變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,對(duì)作用在寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器繞組上的電動(dòng)力,僅用靜力學(xué)的理論計(jì)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?yàn)槔@組各部分的作用力和形變的關(guān)系是很復(fù)雜的,也是隨時(shí)間在變化的。因此,只有對(duì)動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行分析,才能使電動(dòng)力的研究結(jié)果更符合實(shí)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(qiáng)度的短路電流沖擊,且保護(hù)速動(dòng)下,仍然發(fā)生繞組變形現(xiàn)象,甚至導(dǎo)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(dòng)穩(wěn)定性較差,不能承受短路瞬間的非對(duì)稱電流第一個(gè)峰值產(chǎn)生的電動(dòng)力作用。如東北遼陽變電站一臺(tái)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(shí)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(shí)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(hù)動(dòng)作也正常,但仍使變壓器損壞。又如江蘇諫壁發(fā)電廠一臺(tái)SFP-360000/220變壓器,在機(jī)組與電網(wǎng)解裂時(shí),機(jī)組縱向差動(dòng)保護(hù)、主變重瓦斯保護(hù)和發(fā)電機(jī)負(fù)序、主變零序保護(hù)動(dòng)作,壓力釋放閥動(dòng)作噴油、起火,導(dǎo)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(yán)重變形;A相鐵心嚴(yán)重?fù)p壞。 事故后,多次組織由各方面專家組成的事故分析小組,對(duì)事故進(jìn)行細(xì)致的分析,認(rèn)為造成寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器嚴(yán)重?fù)p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(jī)械強(qiáng)度很差的換位導(dǎo)線。此外,還有因繞組的動(dòng)穩(wěn)定強(qiáng)度不夠發(fā)生重復(fù)性事故。如山西神頭第一發(fā)電廠2號(hào)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(yùn)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(dòng)作,高壓套管爆破,油箱焊縫開裂10處,繞組嚴(yán)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(dá)到設(shè)計(jì)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(dòng)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(duì)國(guó)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(duì)墊塊進(jìn)行密化處理。在繞組加工好后,還應(yīng)對(duì)單個(gè)繞組進(jìn)行恒壓干燥,并測(cè)量出繞組壓縮后的高度。把同一壓板下的各個(gè)繞組調(diào)整到同一高度,然后在總裝時(shí)用油壓裝置對(duì)繞組施加規(guī)定的壓力,較終達(dá)到設(shè)計(jì)和工藝要求的高度。只有經(jīng)過這樣嚴(yán)格的工藝處理,才能保證總裝時(shí)同一壓板下的各繞組都能夠被壓緊,而且能夠在運(yùn)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(zhǎng)沙電業(yè)局岳屏站的一臺(tái)SFZ8-31500/110Y結(jié)寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器,運(yùn)行中低壓10kV線路故障短路,在速斷保護(hù)正確動(dòng)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(yán)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(tái)31500kVA/110kV雙繞組寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器,盡管在運(yùn)行及常規(guī)試驗(yàn)中沒有發(fā)現(xiàn)任何異常,但用頻響法卻測(cè)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(zhǎng)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(yán)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(dǎo)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(yùn)前還在帶滿負(fù)荷運(yùn)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(gè)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(yùn)行的7年間曾遭受多次沖擊(開關(guān)速斷動(dòng)作64次,過流動(dòng)作8次,跳閘后重合閘動(dòng)作17次)。分析該臺(tái)寧夏銀川SZ1135千伏有載調(diào)壓變壓器繞組嚴(yán)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(shí)產(chǎn)生軸向位移,促使高、低壓繞組間高度差逐步擴(kuò)大,導(dǎo)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。