摘 要 :介绍了俄罗斯 1997 年 1 月至 2000 年 11 月的 110~50 0 kV 电力变压器的故障统计情况,分析了发生故障的原因,可对中国变压器运行提供借鉴。
关键词 :俄罗斯;电力变压器;故障统计
俄文《电站》杂志 2001 年第 9 期 [1] 刊登了俄罗斯统一电力系统公司、莫斯科动力学院和全俄电力科学研究院对 1997 年 1 月至 2000 年 11 月变压器故障的调研和统计结果,兹扼要介绍如下:
俄罗斯统一电力系统 1999 年 110~750kV 电力变压器总容量为 56 7 56 9 MV A ,相应的发电机装机容量为 19 4 GW ,即发电机与变压器容量比值为 2.92 ;若计及 110kV 以下变压器,则该比值为 6~6.5 。很显然,整个电力系统的运行可靠性很大程度上取决于变压器运行的可靠性。更值得指出的是,大部分变压器都到了规定的运行寿命极 限 25 年 ,但技术更新改造跟不上, 1993 年只更新了 1.1 % , 1999 年仅仅更新了 0.5 % 。
分析变压器运行的可靠性须掌握组件故障的分布情况、故障严重程度、短路情况和关系到变压器寿命的故障次数、故障的原因与后果以及按各种规程导则和反事故通报要求切除故障的数据资料等。
1997 年 1 月至 2000 年 9 月,全系统 35~75 0 kV 变压器故障与事故共计 712 次,情况见表 1 。
各电压等级变压器保护装置拒动分布情况如下: 35 kV 占 29% ; 110 kV 占 47% ; 220 kV 占 19% ; 33 0 kV 占 2% ; 50 0 kV 占 3% ; 75 0 kV 为 0 。表 1 还给出了高压套管故障率为 22% ;绕组故障率为 1 6% ;有载分接开关故障率为 13.5% 。上述故障绝大部分是因漏油和渗油引起的(漏油占 23% 、渗油占 1 1% )。各组件在不同运行时间段的故障分布情况见表 2 。


从表 2 可看出:每个运行时间段的变压器都有绕组故障;运行 10~30 年的有载分接开关故障最多;高压套管在运行 10 年后大都出现故障。但就现有的资料尚不能评估变压器故障与其运行时间的关系,还须考虑每一运行时间段的变压器具体台数。
变压器最严重的故障为内部短路,占绕组故障的 80% ,占高压套管故障的 89% ,占有载分接开关故障的 25% ,占其它组部件故障的 36% ,当然后者还包括安装、检修和操作运行等方面的故障。
变压器和高压套管的主要故障列于表 3 。




变压器在不同运行时间段发生的内部故障可分 3 个阶段:①变压器投入运行到第 1 次大修之前的 12 年;②在规定的寿命 25 年以内;③运行 25 年后。
( 1 ) 变压器前 1 2 年 运 行情况的分析
1 )由于 1 0 kV 侧穿越短路长时间切不断而导致内部故障;
2 )由于线圈匝间短路造成高压绕组故障;
3 )由于变压器库存时间过长使未密封的套管发生故障;
4 )密封套管内沿瓷帽下部的内表面发生油路闪络;
5 )由于有载分接开关切换器限流电阻和触头
系统的完整性受损而形成电弧,使油溢出。
( 2 )运行 12~25 年的 变压器情况分析
1 )工厂电弧炉负荷急剧变化导致的低压绕组故障;
2 )绕组绝缘受潮和脏污故障;
3 )有载分接开关切换器绝缘受潮;
4 )内绝缘受潮和脏污导致未加密封的套管故障;
5 )沿着密封套管下部瓷帽内表面的油路闪络。
( 3 )变压器运行 2 5 年 以 后的情况分析
1 ) 1 0 kV 侧穿越短路长时间不能切断导致变压器内部故障;
2 )有载分接开关切换时变压器绕组和开关发生故障;
3 )由于绕组引出线接头损坏、从进线绝缘子接到绕组的软联接部分导线断裂以及变压器油箱内轭铁梁短路等引起的变压器故障;
4 )未加密封的套管因绝缘受潮和脏污引起的故障;
5 )绕组绝缘的破损。
另外,还有记录表明,因内部短路造成的变压器事故中 15% 的故障伴随有设备爆炸和火灾,这类事故主要是由高压套管、绕组和有载分接开关的故障引发的。
还应指出的是, 1985 年苏联生产的变压器及套管故障较多。故障分析说明, 110 ~ 500 kV 变压器的内部短路是相互关联的,首先是与有载调压开关、高压套管及绕组密切相关。与之相关因素造成故障的后果是:
( 1 )密封高压套管油路的电气强度下降。这是在内绝缘和瓷表面积累了沉积物或油胶质老化的缘故。
( 2 )没有密封的高压套管油纸绝缘电气强度下降。这是由于绝缘受潮和被污染所致。
( 3 )变压器绕组绝缘磨损、受潮和被污染。
( 4 )绕组线饼和匝间绝缘烧伤。这是变压器低压侧出口短路长时间切不断的结果。
( 5 )安装、检修和运行中的差错等。
这里须指出的是:这些毛病中的绝大部分可以通过现有的方法和预测诊断措施查出并加以解决,同时应要求设备生产部门提高开关和套管的质量,改进线圈绝缘结构的设计。
参考文献
[1] Ванин Б В , Ливов Ы Н et al . О повреждениях силовых трансформаторов напряжением 110-500кв в эксплуатации [J] . Элек- трические Станции, 2001 , (9) .