变电站110kV主变压器铁芯多点接地故障分析及处理
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摘要：本文结合一起变压器铁芯多点接地的处理过程，根据变压器油化试验和变压器高压预防性试验，介绍了一些变压器铁芯接地时的判断和处理方法；通过分析选取一种实用的方法，最终解决了我局的实际问题，保证了正常的供电和设备的稳定运行。
关键词：变压器铁芯 多点接地分析处理
一、 概述
众所周知，运行中的变压器铁芯必须有一点可靠接地，当发生两点或多点接地故障时，则接地点间就会形成磁通闭合回路，造成接地环流，从而引起变压器局部发热，导致油分解，产生可燃气体，还可能使接地片熔断或烧坏铁芯，导致铁芯电位悬浮，产生放电。这些情况都是正常运行的变压器所不能允许的。
变压器铁芯接地故障的主要原因，绝大多数是由于接地片因施工工艺和设计不良造成短路、内部绝缘距离不够，油内有金属异物等情况，往往都会引起变压器发生铁芯多点接地故障，而且该故障也是实际运行中较为常见的故障，因此，如何判断、分析和处理变压器多点接地故障在保证电网安全、稳定运行具有非常重要的意义。
二、某变电站llOkV主变压器铁芯多点接地故障判断
表1变电站1号主变压器油分析统计表
表1是某变电站1号主变压器油化试验数据，我们从数据上可以看出1998年～2005年5月以前，变压器运行正常，但2005年5月27日发现该变压器乙炔、总烃以及氢气都有超标的现象，通过三比值法分析为高于700°C高温范围的热故障；2005年6月对该变压器进行高压试验，试验数至2005年8月对该主变压器进行吊罩检查发现为主变高压侧套管引线接头处有烧损痕迹，检查发现该引线接头处绝缘层完全烧损，对其进行处理后，再次进行变压器油化试验、高压试验确认其各项参数均正常。因此此次油化变化并非铁芯多点接地造成的而是引线绝缘破裂后放电产生高温而引起的。
表2变电站1号主变压器油分析统计表
表2是2005年8月对变压器引线处理后变压器油化试验跟踪情况，可以看出从上次对变压器进行处理后变压器油化试验趋于正常，直至2005年6月再次发现变压器油化试验有变化，但此次仅有总烃超标而乙炔与氢气并无变化，通过三比值法分析也为高于700°C高温范围的热故障，并发现在2005年6月至2005年11月期间除乙炔与氢气外各项参数均有增长的趋势。在检查到变压器油超标后我们对该变压器进行了高压试验，试验项目包括吸收比、介质损耗因数、直流电阻以及铁芯接地电阻等，试验结果见下表4，所有试验项目均合格，在有去年该变压器出现过引线绝缘烧损放电的现象，而变压器铁芯绝缘电阻值合格，在这个情况下我们认为该变压器油化试验不合格并非是由于铁芯多点接地造成的，认为还是由于变压器套管引线绝缘破坏造成局部过热而引起的变压器油化超标。在此基础上我们对该变压器进行了吊套管检查引线连接情况，检据如表3，
表3变电站1号主变压器2004年6月高压试验结果
变压器铁芯绝缘 1000MΩ
通过分析确定该变压器高压试验合格。 查结论为正常并无烧损痕迹，引线绝缘良好。
在排除引线烧损情况后，由于冬季该变电站负荷较重需要马上恢复送电，在未找到原因的情况下送电前进行了部分高压试验，包括：直流电阻测量，铁芯绝缘电阻测量两个项目，测量直流电阻时试验结果正常，但测量铁芯绝缘电阻时发现绝缘电阻为零。至此可以确定引起此次1号主变压器油化试验超标的原因是铁芯多点接地造成的，且该接地为悬浮接地，在部分情况下由于变压器震动等原因，使悬浮物与铁芯接触，形成磁通环流引起发热。而11月进行高压试验过程中该悬浮物处于与铁芯分离的状况，从而造成了我们的误判断。
经过上述过程，反复试验、查找才确定该变压器油化超标是由于变压器铁芯多点接地造成的，现阶段我们要制订相应的办法来解决变压器铁芯多点接地的问题。
1． 对该变压器进行吊罩检查
通常在发现变压器有铁芯多点接地的情况后，一般都将该变压器停运，并组织相关入员将变压器进行吊罩检查，从而查找到接地点后将接地点处理开断，从根本上解决铁芯多点接地的问题。但目前已经进入冬季，用电负荷很重，为了保证变电站的正常供电该变压器在近期内不能停运检查。因此该方案不可行。
2． 将该变压器铁芯的正常接地点打开
此方法是利用变压器内部铁芯的接地点代替正常接地点，使该变压器的铁芯还是处于仅有一个接地点的情况，打开磁通回路解决铁芯发热的问题。但此方法针对变压器内部接地点为死接地点的情况适用，而该变压器的内部接地点为悬浮接地，在遇到某些震动时接地点可能又会打开，此时如果将变压器的正常接地点打开，将会引起更加严重的事故。因此该方案不可行。
3． 利用大电流冲击变压器铁芯
此方法是利用大电流通过时的高温将变压器内部的悬浮接地点烧结为死接地点，或大电流通过后高温直接将接地点烧断，从而达到变压器铁芯仅有一个接地点的目的。但此方法使用也需要将变压器停运，而且还有可能造成我们意想不到后果，甚至可能会损坏变压器。因此该方案也不可行。
4． 在变压器铁芯正常接地点出加装合适的电阻此方法是利用电阻限制变压器铁芯磁通回路流过的电流，从而达到抑制变压器铁芯发热的目的。
此方法不需要将变压器停电，虽不能彻底解决变压器铁芯多点接地的问题，但短时间运用可以抑制铁芯发热的情况，就目前情况来看，近期内不能停电，又需要缓解铁芯发热问题，选择此方法比较合适，因此我们决定采用此方案。
5 ．处理过程
选择电阻：在变压器运行的情况下测量铁芯接地点与地之间的电压值(14．86V)、电流值(13．59A)，为了减小电流值，该电阻选择应在2Ω一18Ω之间，为此我们选择四只阻值为4．4Ω(该电阻还具备一定的容量，单只电阻可通过电流为100A)的电阻通过串并联关系接入变压器铁芯接地点。阻值可变范围有：2．2Ω、4．4Ω、8．8Ω、13．2Ω、17．6Ω。保护装置：为了保证当铁芯处高电压作用在电阻上时电阻不被烧坏，因此我们决定在所选电阻上并联保护装置(压敏电阻)，保护电压范围为400V。接入变压器铁芯接地处：首先利用短接线将电阻接入处上端与地相连，再将电阻接入。电阻接入后取掉短接线，选择不同的阻值，分别测量不同阻值下电流值。接入电阻后电流值如下：2．2Ω：4．5a、4．4Ω：2．7a、8．8Ω：1．5a、13．2Ω：1．05a、17．6Ω：O．75A当电阻值升高到l7．6Ω后电流值已限制在lA以下，满足变压器运行要求，我们认为此方法暂时处理该1号主变铁芯多点接地是可行的。
四、变电站110kV主变压器铁芯多点接地故障处理后效果检查
通过对某变电站110kV主变压器铁芯多点接地故障处理后，一直采取油化试验及铁芯接地电流测量两种方法，跟踪缺陷的变化情况。
表4变电站1号主变压器2005年11月高压试验结果
变压器铁芯绝缘 3000MΩ
表5某变电站1号主变压器变压器油分析统计表
0 商于700℃高温范围的热故障 总烃超标
通过对表4、5结果分析可以发现，某变电站1号主变压器铁芯发热情况得到抑制，铁芯接地电流无增大现象，从变压器油化数据来看由于没有对变压器油进行处理，其内部还含有较多杂质气体，所以变压器油化结果还为总烃超标，但从数据来看整体无增长趋势。可以肯定利用变压器铁芯正常接地点加装电阻在一定程度上可以解决变压器铁芯多点接地的故障，但由于使用此方法并未从根本上解决铁芯多点接地的问题，因此此方法只能短时间使用，需要对变压器加强跟踪。另外从铁芯接地电流测量结果来看，接地电流值减小到lMA左右，通过经验估计该变压器内部悬浮接地点已经移动，使变压器铁芯与地的多点接地消除，但此情况只能是经验估计，具体情况还需要进一步验证。
五、 结论
在判断变压器是否发生铁芯多点接地情况时要仔细判断，不能误判、错判，这样不仅会造成无法找到事故的原因，还会带来一些不必要的工作，从此次故障的判断过程中我们可以总结出以下几点：(1)在分析变压器油化数据时注意氢气和乙炔是否有增长，如果增长较快则可以判断变压器铁芯未发生多点接地；如氢气和乙炔无明显变化而其他油化指标变化较大则判断该变压器有可能发生了铁芯多点接地。(2)随时监测变压器铁芯正常接地点的电流，如电流值很大lA以上，则变压器铁芯肯定发生了多点接地。如电流值时大时小，则认为该变压器的铁芯发生了悬浮间歇性接地。(3)测量变压器铁芯绝缘电阻，如发生了铁芯多点接地此时测量铁芯绝缘电阻时电阻值为零，但这种方法对于铁芯悬浮间歇性接地判断不准确。因此为了准确的判断变压器是否发生了铁芯多点接地要结合上述三种方法，具体分析才能作到判断准确。为处理起到指导性的作用。
变压器发生铁芯多点接地情况后，通过在变压器铁芯正常接地点处加装合适的电阻，在一定程度上抑制了缺陷的发展，保证了该变压器的不间断供电。但该方法只能是抑制缺陷使缺陷在短时间内不会累积，从而避免短时间就发生事故；不能从根本上解决事故隐患，最终还是需要将变压器停运仔细检查，彻底找到接地点并消除故障。虽然如此在变压器铁芯正常接地点处加装合适的电阻的方法，为我局某变电站1号主变压器的大修赢得了宝贵的时间，保证了在大修准备阶段不会发生事故，也保证了我局的正常供电和迎峰度夏保电工作。在此阶段我们随时跟踪变压器油化试验与铁芯接地电流的变化，选择合适的时机将变压器停运进行大修。
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