變壓器鐵芯概述

　　鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成。鐵芯和繞在其上的線圈組成完整的電磁感應(yīng)系統(tǒng)。電源變壓器傳輸功率的大小，取決于鐵芯的材料和橫截面積。

　　變壓器鐵芯接地要點(diǎn)

　　（1）單獨(dú)設(shè)置一條鐵軛夾件接地引出線。因?yàn)槿绻l(fā)生鐵芯碰到上夾件造成多點(diǎn)接地故障，接地電流只是在鐵芯夾件內(nèi)部流動(dòng)，鐵芯接地引出線中沒有電流流過，會(huì)導(dǎo)致工作人員誤認(rèn)為鐵芯沒有發(fā)生故障；設(shè)置后，不論鐵芯碰到夾件何位置都會(huì)通過兩條接地外引線構(gòu)成回路，這樣在外部也就可以正確檢測出接地電流。

　　（2）鐵芯接地片放置在鐵軛橫截面中間位置。這樣放置，不論鐵軛拉帶絕緣螺栓在何位置以及故障接地點(diǎn)在何位置，回路的最大感應(yīng)電壓只有匝電壓的1/4，這時(shí)的最大接地電流也只有幾個(gè)安培左右，較鐵芯接地片放置在其它位置時(shí)要小很多。

　　（3）如果確實(shí)因?yàn)楝F(xiàn)場安裝不便等問題需要將鐵芯接地片放置在其它位置，也應(yīng)將鐵軛拉帶的絕緣螺栓和接地片對(duì)角放置，這樣可以防止大電流產(chǎn)生。

　　變壓器鐵芯接地電流異常誤判的案例分析

　　1、事端經(jīng)過

　　2015年10月21日，實(shí)驗(yàn)人員在220kV某變電站進(jìn)行帶電測驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)#1、#2主變鐵芯接地電流分別為181.8、125.4mA，測驗(yàn)位置均在走漏電流傳感器下方，超出了《國網(wǎng)山東省電力公司變電設(shè)備帶電檢測作業(yè)實(shí)施細(xì)則》中規(guī)則鐵芯接地電流小于100mA要求。

　　實(shí)驗(yàn)人員置疑測驗(yàn)用的鉗形電流表有問題，遂在保護(hù)室調(diào)出了鐵芯接地電流在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯現(xiàn)#1、#2主變的鐵芯接地電流分別為191、121mA，相同超出規(guī)則值。

　　由此能夠判定采用的鉗形電流表無問題，實(shí)驗(yàn)人員又在走漏電流傳感器上方進(jìn)行測驗(yàn)，#1、#2主變的鐵芯接地電流分別為0.9、0.8mA。

　　2、原因剖析

　　走漏電流傳感器下口的鐵芯接地電流測驗(yàn)數(shù)據(jù)與在線監(jiān)測體系數(shù)據(jù)較吻合，闡明走漏電流傳感器是正常的。實(shí)驗(yàn)人員仔細(xì)查看了走漏電流傳感器的裝置，發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯接地扁鐵與走漏電流傳感器緊緊地貼在一同，在接地引線扁鐵與傳感器觸摸部位，傳感器外表的絕緣漆已磨損，顯露金屬部分，如圖所示。

　　由于接地線扁鐵和穿心傳感器金屬部位接觸，將鉗形電流表鉗在傳感器下端測試時(shí)，測試電流包括接地扁鐵中電流I1和穿心傳感器線圈中感應(yīng)電流I2，I2數(shù)值較大，導(dǎo)致現(xiàn)場測試電流超標(biāo)。

　　于是試驗(yàn)人員將用紙和礦泉水瓶蓋將變壓器鐵芯接地扁鐵與泄漏電流傳感器隔開后進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)為1.9mA和0.8mA，符合規(guī)程要求。確定鐵芯接地電流在線監(jiān)測數(shù)據(jù)超標(biāo)是由泄漏電流傳感器與將鐵芯接地扁鐵貼在一起所致。

　　3、現(xiàn)場處理情況

　　針對(duì)接地引下線扁鐵寬度大，容易與穿心傳感器摩擦使傳感器表面的絕緣漆磨損，導(dǎo)致接地扁鐵與傳感器裸露金屬接觸，造成線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起測試值偏大這一現(xiàn)象，檢修人員通過旁路接地，將接地扁鐵穿過穿心傳感器部分改造成圖所示圓形接地棒，徹底解決了接地引下線扁鐵與穿心傳感器摩擦的問題。

　　改造后，用鉗形電流表測試，不管鉗在穿心傳感器的上部與下部，數(shù)據(jù)均一致。

　　4、建議

　　在發(fā)現(xiàn)類似問題時(shí)，將表計(jì)放置在穿心傳感器線圈上部，消除傳感器外殼感應(yīng)電流的影響，必要的話對(duì)接地引下線扁鐵進(jìn)行改造。

　　鐵芯接地電流在線監(jiān)測數(shù)據(jù)在一定程度上可反映設(shè)備狀況，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)在線監(jiān)測裝置進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)檢查。

　　330kV變壓器鐵芯接地電流異常的分析和處理

　　1、基本情況

　　該變壓器為特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司2007年8月出廠的36萬kVA自耦變壓器，型號(hào)：OSFPS9-360000/330GY，出廠編號(hào)為06B12194，無載調(diào)壓變壓器。

　　該變壓器鐵芯為解體式鐵芯，如圖1所示，四個(gè)鐵芯組成三相五柱式鐵芯，便于運(yùn)輸和安裝。

　　圖1變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)

　　鐵芯1、2.3、4之間為6run的紙板絕緣，夾件與鐵芯之間絕緣材料為2rum絕緣紙板加10mmn絕緣墊塊。。

　　2、故障現(xiàn)象

　　該變壓器鐵芯2 3接地電流從了月上旬開始呈增長趨勢，隨后夾件接地電流也呈增長趨勢。到7月中旬，鐵芯23接地電流達(dá)到19A左右，夾件接地電流達(dá)到33A左右，具體情況如表1所示。

　　7月30日取油樣進(jìn)行油色譜試驗(yàn)，總烴值為296.3μL/L，超過注意值（150μL/L），主要增長部分為甲烷和乙烯，利用三比值法分析為內(nèi)部存在過熱性故障。綜合各方面情況，初步分析判斷為多點(diǎn)接地故障。

　　鑒于夾件接地電流受變壓器所帶負(fù)荷影響較明顯，其過熱點(diǎn)僅限于故障點(diǎn)和夾件焊接點(diǎn)，沒有鐵芯接地造成的危害大。同時(shí)由于時(shí)值盛夏用電高峰期，不適合停電處理，現(xiàn)場決定在鐵芯接地引出線處串入限流電阻，同時(shí)鐵芯、夾件接地電流測量改為每2小時(shí)一次，減小引發(fā)變壓器事故的風(fēng)險(xiǎn)。

　　加裝限流電阻后，鐵芯2、3的接地電流減小到34mA左右，夾件接地電流呈“時(shí)大時(shí)小”的變化規(guī)律（如圖2所示），變化范圍從10.7mA到30.7A之間。

　　根據(jù)鐵芯2、3接地電流基本相等和夾件接地電流變化情況推斷變壓器可能故障原因?yàn)椋鸿F芯2、3之間由于運(yùn)行振動(dòng)導(dǎo)致絕緣紙板破損，鐵芯2、3之間短接，造成鐵芯多點(diǎn)接地，繼而破壞了夾件與鐵芯之間的絕緣。

　　3、故障分析和處理

　　9月，該變壓器停電內(nèi)檢，用2500V兆歐表則得鐵芯各部分絕緣電阻如表2所示。接地線全部打開測試時(shí)，鐵芯23之間絕緣電阻為零;接地線依次打開測試時(shí)，鐵芯23對(duì)地絕緣電阻為零，證明了鐵芯2、3之間短接的推斷。。

　　從內(nèi)檢時(shí)拍攝的照片（如圖3）可以看出，鐵芯23端部之間的距離明顯過近，間接證明了短接的推斷。根據(jù)生產(chǎn)廠家技術(shù)人員分析，鐵芯上下端部為絕緣薄弱點(diǎn)，由于鐵芯2、3之間的短接引起的多點(diǎn)接地造成環(huán)流，導(dǎo)致鐵芯與夾件之間產(chǎn)生可逆的絕緣損壞，造成夾件接地電流時(shí)大時(shí)小的異常情況。，

　　由于現(xiàn)場不具備維修條件，返廠維修費(fèi)用較高，并且變壓器鐵芯2、3已形成短接，決定將鐵芯2的接地線打開，使鐵芯2 3只形成一個(gè)接地點(diǎn)，避免多地接地情況出現(xiàn)，同時(shí)保證鐵芯與夾件間絕緣不被損壞。

　　圖3 變壓器內(nèi)檢鐵芯2、3照片

　　4、結(jié)論

　　根據(jù)統(tǒng)計(jì)，鐵芯、夾件接地故障已成為變壓器頻發(fā)故障之一。當(dāng)出現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地故障時(shí)，要進(jìn)行綜合測定和全面分析檢查后，再視現(xiàn)場具體情況選擇處理方案，切不可盲目進(jìn)行放電沖擊或電焊燒除，以免造成絕緣損壞，使故障擴(kuò)大。