大型电力发电机变压器的绝缘故障解析与防范-康明斯网站

　　的绝缘损坏剖析，制定出防范步骤，同时对解析发电机变压器劣化趋势及潜伏性缺陷发现，并研究发电机变压器的寿命管理、安全经济运行及状态检修。

　　大型电力发电机变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量发电机变压器进网运行，一量造成发电机变压器事故，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型发电机变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种状况下掌握发电机变压器绝缘受哪些要素影响，会造成发电机变压器损坏，对发电机变压器安全稳定运转有一定的优势，使发电机变压器长久在受控状态下运行，预防造成发电机变压器故障，对发电机变压器安全可靠运转具有一定现实意义。

　　1.1.1绕组绝缘损坏：指主绝缘、匝绝缘、段间绝缘、引线绝缘以及端绝缘等放电、烧损，致使的绝缘损坏。

　　1.1.2套管绝缘故障。指套管内部绝缘放电引起绝缘事故，甚至瓷套爆炸。还包括套管外绝缘的沿面放电和空气间隙的击穿。

　　1.1.3分接开关绝缘故障。具体是指由于转换开关油室内油的绝缘强度严重下降，在切换分接时不能灭弧，引起有载分接开关烧毁。另外还有无励磁分接开关和有载分接开关裸露的导体之间放电，致使相间、相对地或级间短路的事故。

　　1.1.4铁心绝缘事故。指铁心的硅钢片对地绝缘损坏，导致铁心多点接地。另指铁心的框架连接点间的绝缘事故，产生环流导致局部偏热事故。

　　为剖析发电机变压器绝缘故障的根本原因，把用途在绝缘上的电场强度，分为功能电场强度（简称功用场强）和耐受电场强度（简称耐受场强）。用途场又可分为雷电冲击用途场强，操作冲击功用场强和工频功用场强。对这三种规格功能场强不同的绝缘成分有各自的耐受场强。但其共同点是用途场强大于耐受场强，便要出绝缘事故。按作用场强和耐受场强的抗衡关系可分为3种形势：

　　1.2.1作用场强较高。如110kV和220kV降压发电机变压器的第三绕组（10kV或35kV绕组）在雷击时产生功用场强高于发电机变压器本身的正常耐受场强，致使雷击故障的绝缘事故。这种因由的故障每年都有产生。石家庄发电机厂家占总的绕组绝缘故障比率约为百分之几。

　　1.2.2功用场强较高加上耐受场强下降。如有的发电机变压器在操作时绝缘损坏，拆装验看发现，绝缘有受潮状况。雷电冲击对油纸绝缘中的水分不如操作冲击敏感。故而这种原由的损坏不多，占总的绕组绝缘故障的比率约为千分之几。

　　1.2.3耐受场强下降。如发电机变压器正常运行中耐受场强下降，在正常工作电压下突然产生绝缘损坏。这类绝缘损坏频繁产生，占总的绕组绝缘损坏的比率已超过90%。

　　正常运行的发电机变压器发生绝缘损坏有两种方式，一种叫突发式故障。这种损坏的特性是：按现行的防止性规程进行的预防性试验合格，其他在线的监测也未发现事故的征兆。但在正常运行条件下，发电机变压器内部突发绝缘击穿事故，继电保护动作跳闸。由于故障能量有大有小，或继电保护动作的时间有快有慢，发电机变压器事故的严重程度大不相同。

　　另一种叫垂危式损坏。这种故障的特点是：避免性试验的绝缘性能试验合格，但从油中溶解气体的色谱解析发现乙炔（C2H2）。经剖析确认与在绝缘部分存在放电有关。所以停电进行测量局部放电量的试验以下（简称局放试验）。试验结果表明放电现状异样，甚至在试验中就产生贯穿性击穿。实践表明将局放试验和其他试验结果进行综合剖析，可以作出正确诊断，解体后可以找到绝缘发生不可逆损坏的事故点。

　　2.1.1制造缺陷。绝缘损坏的制造缺陷说，又分“尖角毛刺”说、“金属异物”说，“颗粒含量”说。以及“绝缘缺陷”说等。所有这些说法，集中到一点是对放电原理有共识，即认为先产生局部放电，然后在正常工作电压下导致绝缘击穿损坏。早先的老旧发电机变压器，确实有过上述种种原因引起正常作业电压下的绝缘损坏，而且事实证明，对放电原理的解析是符合实际的。但就大型电力发电机变压器而言，这类发电机变压器已运转20多年，有问题早应暴露。如果至今尚未暴露，可以证明实际上已不再存在这类缺陷。上世纪80年代起，厦门发电机厂家220kV及以上电压等级的发电机变压器都进行了局放试验。经验表明，局放试验对发现上述种种缺陷是特别高效的。因此对于出厂时局放试验合格的发电机变压器，尤其是装配或检验后还进行过局放试验的发电机变压器，不可能再有在正常作业电压下就足以致使绝缘故障的制造缺陷。这正是局放试验的魔力所在。

　　2.1.2绝缘老化。我曾经历几台发电机变压器，由于油道堵塞，匝绝缘局部过热，导致在正常工作电压下的匝绝缘故障。实际上这是过热事故。油中气体色谱分析（简称DGA）对这类损坏是能鉴定的。

　　我国的大型电力发电机变压器都是全密封构造，运转年代不长，不少长年轻载。因此通常不存在绝缘老化的问题。如果因为绝缘老化致使绝缘事故，将有明显的老化象征。对因绝缘故障解体检查的多台发电机变压器，曾针对老化程度进行严查，都没有从老化现状中找到事故证据。绝缘老化现状是主要和明显的，有证据才能成立，否则应清除其可能性。

　　2.1.3油流带电。对于强油循环的大型电力发电机变压器，在油泵开动的状况下，滁州康明斯发电机测量绕组的电位和泄放电流时。绕组电位高的可达几千伏，泄放电流大的超过微安级。说明油流和固体绝缘摩擦要发生静电是必然的，只是量有多少而已。这叫油流起电。但油流起电不等于“油流带电”。（通常所说的油流带电，实际指的是油流起电后引起油中放电。以下改称油流放电）。油流放电时在油中产生间歇性的电火花，局部放电测量仪可以收到信号，甚至耳朵可以听到声响。持续的油流放电将引起油中产生C2H2。此时应视为一种故障。需要说明的是由油流带电发展到油流放电是有要素的。一方面是要有足够的电量，另一方面是要形成放电的通道。例如发电机变压器在工厂的专门试验中，从未发现过油流放电，由于内部是干净的。个别发电机变压器在运转中发生过油流放电，少开冷却器或将内部清理后就不再放电了。因为油流放电一般产生在绕组下部，该处电位过低，而且一旦产生放电，易于发觉和解除。故而至今虽有多起油流放电的事例，但并没有引起过绝缘损坏。如果认为某次作业电压下突发的绝缘事故是油流带电致使的，可以对事故发电机变压器（事故后油未流失）或同型号变压进行试验验证。如果事前未发现油流放电情形，事后又未经试验验证，就预判故障缘由，是缺乏根据的。

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