某35 kV变电站#1主变故障跳闸分析

梁增杰 林明伟 余豪璇

摘 要：对某35 kV变电站#1主变故障跳闸进行分析后发现，主变有载调压开关因呼吸器受潮、游离碳过多导致绝缘油油质变差，使有载调压开关的运行状况下降，加上主变重载运行下有载调压开关切换频繁导致局部热量无法散发，最终造成绝缘油过热产气及油涌动，使有载调压开关重瓦斯动作跳主变两侧开关。

关键词：变压器;有载调压开关;故障跳闸

1    故障简述

2019-05-18T11：23，某35 kV变电站#1主变调压重瓦斯保护动作跳两侧开关，造成10 kV #1M母线失压。

故障发生后，11：40，某35 kV变电站由10 kV开发区线倒供10 kV #1M母线供电方式供出线负荷。

2    故障前运行方式

运行方式如图1所示。

某35 kV变电站接线方式是单主变单母线型式，由某110 kV变电站经35 kV布稔线供全站负荷，35 kV裕辉线321开关在运行中。#1主变在运行中并供10 kV #1M负荷：10 kV稔北线703开关、10 kV稔南线704开关、10 kV坝塘线705开关在运行中，10 kV开发区线701开关、10 kV墟镇线702开关在热备用。

3    现场检查情况

11：30，运行人员及各专业班组接到跳闸快报后，随即赶往某35 kV变电站进行检查，各班组检查情况如下：

3.1    运行专业

运行人员到场检查后台信号“2019-05-18 11：23，有载重瓦斯动作”，跳两侧开关。

3.2    检修专业

（1）主变外观正常无变形，有载调压开关防爆法兰无变形现象，有载调压开关及本体无喷油现象，有载调压开关接线盒二次线无锈蚀现象。

（2）有载调压开关瓦斯继电器内含气体，二次接线盒干燥无积水。

（3）12：15，通过手部分别对有载调压开关外壳与本体外壳进行探温，有载调压开关外壳温度明显较高。13：20，用红外测温仪测外壳余温，环境温度38 ℃，有载调压开关外壳54 ℃，本体外壳48 ℃，存在明显温差，表明有载调压开关发生过内部故障。

（4）有载调压开关油枕呼吸器硅胶已受潮变色。

（5）有载重瓦斯动作前，#1主变正从5挡降到4挡，查阅调挡记录，5月18日当天共调挡5次，但10：24—11：24这1 h内调压3次，#1主变高负荷电流分别为210 A、225 A、220 A，故障时负荷为额定负荷的83%。

3.3    继保专业

压板、定值、保护装置经检查正常，对有载控制电缆检测绝缘正常。有载调压开关瓦斯继电器信号和跳闸接点跳闸正常，绝缘电阻正常。

3.4    试验专业

有载调压开关油样微水值为35.5 mg/L（标准值≤40 mg/L），处于临界值，耐压合格;本体油样试验合格。因#1主变有载调压开关为油中灭弧开关，检修试验规程对其油色谱无要求，且其各成分含量偏高，因此无须对瓦斯继电器内所含气体进行色谱分析。除以上试验外，还检查了变比及接线组别，总体试验结果均合格。

综合各专业的检查小結：除有载调压开关的微水值偏临界值外，试验结果均无异常。结合后台动作信号、有载调压开关外壳与本体外壳的温差以及瓦斯继电器内存在气体，可确定是#1主变有载调压开关内部发生故障从而引起跳闸。为进一步确定故障原因，决定对有载调压开关进行吊芯检查。

4    吊芯检查及处理情况

对#1主变有载调压开关进行吊芯检查时，主要检查以下几个方面：用万用表再次核查过渡电阻、检查有载调压开关绝缘支撑件和绝缘筒（油室）是否有击穿或放电点（线）、主触头与过渡触头的烧损情况以及有载调压开关的各紧固螺丝是否存在松动等。

具体检查情况如下：

（1）绝缘油油色乌黑，游离碳含量高。绝缘筒内壁及有载调压开关上均附着大量残留的游离碳（游离碳大量附着在有载调压开关B相的支撑绝缘件上），对击穿或放电点的查找存在一定的困难。

（2）用合格的新油对附着在绝缘筒和有载调压开关上的游离碳进行清洗（放电过程会在绝缘件表面留有破坏性痕迹，不会因清洗过程而被清理掉），清洗干净后进行仔细查找，绝缘筒和有载调压开关的绝缘件上并没有发现击穿或放电点（线）。

（3）检查过渡电阻，用万用表核查三相过渡电阻，满足要求。

（4）对有载调压开关的主触头以及过渡触头进行检查，主接触面光滑无烧损痕迹，引弧面有轻微烧损，经厂家确认，触头烧损情况正常。

（5）所有部件螺丝无松动，并在检查过程中重新加固。

吊芯检查小结：绝缘油油色乌黑，游离碳含量高，尤其附着在有载调压开关B相（中部）上最多。无击穿或放电点，触头烧损情况正常，其他检查无异常。

5    故障原因分析

5.1    历史运维情况

（1）#1主变检修维护：2017年已对#1主变进行B修，并对有载调压开关进行吊芯大修、更换绝缘油等工作，检修后各项试验数据正常。

（2）预试、定检情况：某35 kV变电站#1主变有载调压开关最近一次绝缘油试验时间为2018年9月，试验数据全部合格，下次试验时间为2021年9月;最近一次定检时间为2017年10月，定检结果合格，下次定检时间为2020年10月。

（3）有载调压开关动作次数：经查询#1主变的调挡记录，2017年10月30日吊芯维护后至故障当天经AVC切换次数为2 637次。检修试验规程要求每15年或切换次数达厂家规定次数需吊芯检查，经与上海华明厂家确认，此类型有载调压开关（小开关）的吊芯维护周期为每切换5 000次，滤油周期为每切换3 000次。

5.2    原因分析

（1）有载调压开关绝缘油绝缘性能下降。

1）微水值达临界值：有载呼吸器硅胶受潮变色，未能停电及时更换导致呼吸器功能失效，空气中水气经过油枕渗透进有载调压开关油内，致使油受潮，微水值达到临界值。

2）游离碳含量高：有载调压开关切换次数接近厂家要求的滤油次数，因开关切换过程中在油中灭弧会产生游离碳，尤其是某35 kV变电站#1主变长期重载运行，游离碳累积过多导致油质变差。

（2）主变重载运行下有载调压开关切换频繁导致绝缘油局部过热产气。

1）变压器油产生气体的故障分为过热和放电，经检查有载调压开关无放电点，可初步判断为过热产气。经分析，#1主变在故障前1 h内切换了3次，切换时变高侧负荷电流约223 A（闭锁调挡定值为250 A），为额定负荷的83%，造成局部油温升高[根据游离碳附着位置，应为有载调压开关的B相（中部）]。

2）在重载情况下切换开关，且当天最高温度为35 ℃，造成开关切换过程产生大量的热量无法及时散发，同时绝缘油产生大量气体及油温升过快导致油产生涌动，加上绝缘油微水值接近临界值，油中的水分分解成氢气的速度加快，最终使有载瓦斯继电器重瓦斯动作。

6    总体结论及防范措施和建议

6.1    總体结论

某35 kV变电站#1主变有载调压开关因呼吸器受潮、游离碳过多导致绝缘油油质变差，使有载调压开关的运行状况下降，加上主变重载运行下有载调压开关切换频繁导致局部热量无法散发，最终导致绝缘油过热产气及油涌动使有载调压开关重瓦斯动作跳主变两侧开关。

6.2    防范措施和建议

（1）缩短SYJZZ型有载调压开关以及类似有载调压开关（小开关，无就地调压机构）的滤油周期。将其滤油周期由厂家规定的开关切换次数每3 000次降至每2 500次，保证油中灭弧开关的绝缘油质量，提高有载调压开关的切换性能。

（2）对重载主变结合调压次数缩短油样试验周期。某35 kV变电站#1主变的有载调压开关19个月已切换2 637次，接近厂家要求滤油值，因此有必要缩短重载主变的油样试验周期，由规程要求的3年降至2年。

（3）建议调整该主变的闭锁调压电流定值，由现250 A调至200 A（其他重载主变类同）。查阅该主变的调挡记录，2018-09-21T08：24—09：18共调挡5次，频率比故障当天高，但调挡时负荷较低，并无异常情况发生，因此，可进一步验证主变重载运行下有载调压开关切换频繁导致绝缘油局部过热产气的结论。

（4）对SYJZZ型有载调压开关以及类似有载调压开关加装在线滤油装置。梳理含此类型有载调压开关的主变，对其加装在线滤油装置，利用其有载调压开关的注油管和排油管改造加装三通阀，分别连至在线滤油装置，可持续有效提高有载调压开关绝缘油的性能。

7    结语

通过对某35 kV变电站#1主变故障跳闸的分析，相关专业班组对其他变压器也执行了本文描述的预控措施，有效防止了其他变压器发生类似故障，提高了供电可靠性。

收稿日期：2020-09-09

作者简介：梁增杰（1990—），男，广东云浮人，工程师，从事变电设备检修与维护工作。