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1、220 kV变电站主变压器故障分析及防范措施主变压器作为发电厂和变电所的主要设备之一，其安全、稳定运行对电网安全运行起着至关重要的作用，特别是220 kV主变压器。因此，我们必须要对变电站主变压器存在的故障进行分析，并采取有效的措施做好防范。基于此，本文就220 kV变电站主变压器的故障及防范措施进行分析，以期为有关方面起到一定的帮助作用。 1 故障概况 某220 kV变电站1号主变压器运行中，故障后现场检查发现1号主变压器本体低压侧（10 kV）套管下部手封盖变形，3条螺丝断裂，导致该处漏油，本体压力释放阀动作，详见图1. 该主变压器为SFPSZ-120000/220型变压器，额定电压比为2
2、20 kV/121 kV/11 kV，自投运后运行状况良好，未进行过大修改造和充放油的检修工作，历次预防性试验未见异常。 2 试验分析 2.1 油色谱试验 故障发生后，首先对该变压器外围设备进行检查未发现异常，然后对主变压器本体取油样进行油色谱分析，试验结果见表1. 根据GB/T 72522001变压器油中溶解气体分析和判断导则并结合表1结果，可以看出C2H2、H2和总烃类（标准值分别为5 L/L、150 L/L、150 L/L）体积分数明显增加，根据特征气体法判断变压器内部存在金属性短路放电故障。 2.2 故障录波图分析 在分析油色谱试验数据后，调取差动电流故障录波图，如图2所示。 依据图2
3、差动故障电流的录波图，认为变压器内部首先发生U，W两相短路，随后发展为三相短路，66 ms后，变压器三侧断路器跳开。故障发生后，绝缘电阻和直流电阻经测试正常，故障录波图显示三相电流基本平衡，初步可以判断短路发生在线圈外部。考虑到低压绕组引出铜排三相距离较近，可能发生三相短路，故障点基本确定在低压引出线位置。 2.3 绕组变形情况 当变压器遭受短路电流的冲击，怀疑绕组发生变形时，应当对变压器进行绕组变形测试、低电压阻抗测试、电容量测试三项试验来综合分析和判断绕组变形情况。 2.3.1 绕组变形测试 在绕组变形测试中，采用常用的频率响应法进行比较：横向比较。通过绕组变形测试得出三相图像，基本吻合。
4、纵向比较。通过与历年预试图形比较，未发现明显差异。 2.3.2 低电压阻抗测试 对高压中压、高压低压和中压低压进行低电压阻抗测试后，通过分析相关分析数据，得知低电压阻抗三相平衡度较高，相间误差很小，最大值仅为1.48%，低于注意值2%. 通过分析上述绕组变形和低电压阻抗测试相关结果，可以判定该变压器绕组未发生明显变形。 2.3.3 电容量测试 通过测试1号主变压器的电容量，并与出厂值进行纵向比较，得出相对误差最大为3.89%，未超过DL/T 5961996电力设备预防性试验规程规定的10%.然而，根据实际经验，当该值超过3%时需要引起注意。为了查明原因，将电容量分解为低压地、中压低压、高压中压
5、、中压地、高压地5个参数。其中，低压地、中压低压和高压中压表征了绕组间的电容量，研究这3个参数变化情况，就可以确定变形的绕组，测试结果见表2. 由表2可以看出，低压地电容、中压低压间电容、高压中压间电容这3个参数变化率最大为0.56%，远低于3%.此外，通过对比以往3次预试数据发现，最大偏差仅为-0.008 4%，表明此次故障未明显改变绕组电容量。 3 解体检查 为进一步检查故障部位，对该变压器进行了吊罩检查，发现故障点的放电痕迹。根据吊罩情况可以看到，此次放电及短路的位置是裸露的铜排，初步推测变压器内部存在异物，导致变压器低压侧铜排处发生短路。为验证该推测结果，将变压器低压侧更换掉的铜排取烧
6、灼部分进行元素成分分析。结果显示，烧灼斑内存在明显的熔化痕迹，并存在一些圆点状氧化物。圆点氧化物尺寸为几微米到数十微米，其中，分析出较高含量的铁及钙硅铝等杂质成分，正常区域除表面分析除含少量的氧和硫外基本只有铜，表明变压器铜排烧灼区内存在含铁的圆状氧化物，正常区基本为纯铜，说明变压器内部存在金属异物，最终导致该变压器低压侧铜排处发生短路事故。 4 防范措施 考虑到此次故障部位发生在绕组低压出线裸铜排处，说明此部位在运行中处于薄弱点，变压器在出厂前或进行大修时，建议对该处及其他金属裸露部分进行绝缘包扎。 对220 kV主变压器进行安装或大修时，需加强对现场的管控，确保不遗留杂质和异物，保持良好和清洁的现场。 在变压器监造过程中，监造人员应核实铜排与箱壁间距是否满足要求，以及铜排表面是否包扎绝缘，以防异物形成短路或接地。 5 结束语 综上所述，如果变电站主变压器出现了故障问题，将会对变电站的正常运行造成严重的危害。因此，我们需要认真分析短路故障问题存在的原因，并要采取有效措施做好应对，以确保变压器的正常工作，从而为变电站的安全、稳定运行带来帮助。