臭氧變壓器短路故障怎么辦？

   日期：2020-07-20

一、故障現象

故障后現象為：臭氧變壓器主保護動作、本體非電量保護動作，當故障非常嚴重時可大量噴油并起火燃燒。

 

通常分為外部故障和內部故障。外部短路故障類型有：絕緣套管閃絡或破碎而發生的接地、臭氧變壓器中低壓樁頭至其相應的開關柜間的母線或電纜相間、相地間發生弧光短路、對應的開關柜母線及其出線至臭氧變壓器100M范圍內的短路。故障后現象為：套管、避雷器、互感器、過電壓吸收器、開關、母線支柱絕緣子、架空線路絕緣子炸裂；電纜及電纜頭起火；母線間有小動物或導電異物橋接，母線或帶電體上有放弧痕跡等。內部短路其主要類型有：各相繞組之間發生的相間短路、繞組的線匝之間發生的匝間短路、繞組或引出線通過外殼發生的接地故障等。

 

二、危害辨識

1、工藝設備危害辨識

故障造成電壓波動或供電中斷，使生產系統減量或停車，設備停運。特別是臭氧變壓器低壓出口短路時形成的故障一般要更換繞組，嚴重時可能要更換全部繞組，從而造成十分嚴重的后果和損失，因此，尤應要引起足夠的重視。

2、人身危害辨識

臭氧變壓器噴油、爆炸燃燒可能造成燒傷；

瓷絕緣子炸裂時四處飛濺可能造成擊傷；

母線短路時產生的弧光可能造成肢體或眼睛灼傷；

發生短路時引起周圍發生火災，造成燒傷或窒息；

短路時產生的電動力引起物件掉落造成砸傷。

三、故障分析及定位

1、工作原理

短路電流引起絕緣過熱故障原理

臭氧變壓器突發短路時，其高、低壓繞組可能同時通過為額定值數十倍的短路電流，它將產生很大的熱量，使臭氧變壓器嚴重發熱。當臭氧變壓器承受短路電流的能力不夠，熱穩定性差，會使臭氧變壓器絕緣材料嚴重受損，而形成臭氧變壓器擊穿及損毀事故。

臭氧變壓器的出口短路主要包括：三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路等幾種類型。對220kV三繞組臭氧變壓器而言，高壓對中、低壓的短路阻抗一般在10％一30％之間，中壓對低壓的短路阻抗一般在10％以下，因此臭氧變壓器發生短路故障時，強大的短路電流致使臭氧變壓器絕緣材料受熱損壞。

短路電動力引起繞組變形故障原理

臭氧變壓器繞組在出口短路時，將承受很大的軸向和輻向電動力。軸向電動力使繞組向中間壓縮，這種由電動力產生的機械應力，可能影響繞組匝間絕緣，對繞組的匝間絕緣造成損傷；而輻向電動力使繞組向外擴張，可能失去穩定性，造成相間絕緣損壞。電動力過大，嚴重時可能造成繞組扭曲變形或導線斷裂。

 

2、故障分析及定位

分析繼電保護裝置動作情況，判斷故障的類型和大致故障區域：

a、內部故障：差動保護動作、輕重瓦斯動作、壓力釋放閥動作或油流繼電器動作；

b、出口故障：差動保護動作；

c、近區故障：后備保護動作。

外觀檢查，根據繼電保護動作情況，按大致故障分析現場察看定位：

a、內部故障：臭氧變壓器瓦斯內有氣體，量較多且顏色不純或臭氧變壓器噴油。

b、出口故障：臭氧變壓器樁頭至相應進線柜間套管、避雷器、支柱絕緣子閃絡或炸裂，電纜冒煙或起火；

c、近區故障：進線柜后開關柜爆炸，套管、避雷器、支柱絕緣子、線路絕緣子閃絡或炸裂，電纜冒煙或起火。

3、解決思路

優化選型要求。選型應選用能順利通過短路試驗的臭氧變壓器并合理確定臭氧變壓器的容量，合理選擇臭氧變壓器的短路阻抗。

優化運行條件。對臭氧變壓器出線樁頭要采取防護措施，要在臭氧變壓器周圍設置護欄或護網；要提高電力線路的絕緣水平，特別是提高臭氧變壓器出線一定距離的絕緣水平，同時提高線路安全走廊和安全距離要求的標準，降低近區故障影響和危害，包括重視電纜的安裝檢修質量(因電纜頭爆炸大多相當于母線短路)；對重要變電站的中、低壓母線，考慮全封閉，以防小動物侵害；提高對開關質量的要求，防止發生拒分等。

優化運行方式。確定運行方式要核算短路電流，并限制短路電流的危害。如采取裝備用電源自投裝置后開環運行，以減少短路時的電流和簡化保護配置；對故障率高的非重要出線，可考慮退出重合閘保護；提高速切保護性能，壓縮保護時間；220kv及以上電壓等級的臭氧變壓器盡量不直接帶10kv等級的電力負荷等。

提高運行管理水平。首先要防止誤操作造成的短路沖擊；要加強臭氧變壓器的適時監測和檢修，及時發現臭氧變壓器的變形強度，保證臭氧變壓器的安全運行，其次要強化積淀保護的管理和校驗，防止保護定值不當和保護拒動。