变压器的心理医生——一起变压器典型异常案例分析

黄惠国

[摘  要]： 本文阐述了220kV电力变压器在做完预防性电气试验后，没有进行消磁（去磁）工作，上电时出现了差速断保护动作跳闸，接着出现了一次重合，并合闸成功，进行分析，查找出现异常的原因，并就此制定了相关措施和对策。

 [关键词]    变压器 、  异常 、 分析

一、 事件背景

2014年的春天,新疆某大型铝业220/11kV 100MVA变压器做完春季预防性试验工作后，按计划上电运行时，主变高压侧断路器跳闸，主变保护发差速断保护动作信息，主变高压侧开关跳闸后瞬间又进行了一次重合，且重合成功。

二、事件调查

该主变所做绝缘吸收比、极化试验、各侧绕组直流电阻测量、有载调压各分接开关直流电阻的测试、分接开关变比测试，变压器油试验、变压器介损等预防性试验，试验结果各项技术指标均在合格范围，变压器试验后上电运行出现上述异常情况，令人费解，业主单位为此深感焦虑，特邀请电科院、送变电安装公司电试所的专家同行现场分析，调阅运行数据及故障录波，发现有其变压励磁涌流远大于正常的涌流值，的确达到差速断保护的动作值，查阅故障录波电流波形得到验证。专家们未能提供有价值的解答。

三、 异常成因

依据变压器保护发出差速断保护动作的信息，说明该变压器内部存在恶性的短路故障，并且短路电流已经达到差速断保护的动作定值，导致的保护动作跳闸，主变测控未设置重合闸装置，可怎么会又出现二次重合，且重合成功。这种怪异现象令同行和专家们百思不得其解…….上网查阅也没有得到相关信息。为此，业主邀请特变电工送变电专家协助查找分析原因。

1、从变压器所做预防性试验入手，变压器试验项目中使用的直流电源做直流电阻测试时，变压器铁芯是硅钢片材料制成的，具有导磁性和较强的磁顽性，变压器做直阻试验时各侧线圈加载直流电流，铁芯内将出现恒定不变的NS磁场，当直流电源失去后铁芯内存有较大的NS剩磁，试验完成后电气试验人员未对变压器铁芯作消磁处理，铁芯材料的磁滞特性，形成磁性记忆，通常所说的剩磁。

变压器在合闸上电的瞬间，工频电压所产生的交变磁通与铁芯剩磁所产生的恒定磁通瞬间形成叠加势垒，变压器铁芯内急剧增加磁通将导致励磁电流的巨增，形成锯齿波，并达到差速断保护的动作值，致使变压器差速断保护动作开关跳闸。

2、主变电源侧断路器跳闸后怎么会出线二次合闸？为此调阅变压器二次操作控制回路图，发现该厂所使用的变压器测控装置是国外进口产品，操作控制回路中的防跳回路空缺，运行人员在后台操作时，机构防跳被远方/就地转换开关切断，此时，测控装置失去防跳功能的状况下工作，操作人员在操作变压器合闸时返回时间过慢，主变高压侧断路器事故跳闸后，瞬间又沟通了合闸回路，直接导致断路器二次合闸，由于变压器试验后初次送电时，变压器铁芯内的剩磁被工频交流所抵消，因而变压器二次重合成功，且运行正常。

四、 异常分析

1、工程技术人员对变压器试验后产生的剩磁危害认识不足，变压器铁芯内存在的剩磁，在变压器上电的瞬间产生的涌流是正常涌流的5-6倍之多，产生较大的电动力，变压器高压绕组在电动力的作用下，极易产生撕裂变形，对变压器本体的伤害及其严重，大大降低了变压器使用寿命。铁芯内剩磁是导致此次事件发生的主要原因。

2、变压器操作控制回路不完善，防跳回路缺失，导致断路器二次合闸又一原因。

3、技术管理工作不到位，二次回路的不完善自投运以来没有得到及时发现。管理缺失造成事件发生的次要原因。

4、企业内部的技术培训工作欠缺，工程技术人员专业知识和分析处理事故的能力不强，企业安全生产管理水平薄弱。导致事件发生后得不到及时分析和处理的主要原因。

五、 措施与对策

1、针对变压器典型事故案例，充分认识铁芯剩磁的危害，制定变压器试验后做铁芯消磁处理的相关流程和方法。

2、变压器铁芯消磁方法：新型的试验仪器自带消磁按键，变压器试验完成后，按一下消磁按键即可完成消除铁芯剩磁磁。

3、没有自带消磁按键的仪器，变压器做完试验后，将试验仪器的电源极性短暂的在变压器套管桩头做一次反接，即可消除铁芯剩磁。时间不宜过长，否则将出现反充磁。

4、完善变压器测控回路中的防跳回路，查阅该站的技术资料，发现测控装置和断路器操作机构由机构上设置的远方/就地转换开关的一对接点切换至各自的防跳回路，就地操作使用的是机构防跳，远方操作通过开关机构远方/就地切换开关转换至测控装置防跳回路，在不具备测控装置防跳回路完善的条件下，可通过断路器机构远方/就地转换开关切换接点短接，转换开关即便打在远方操作位置时，其开关机构的防跳装置因切换接点的短接依然存在，测控装置和开关机构共用一套防跳装置，这一建议得到业主单位的认可，并将同类设备全部进行整改。彻底消除了测控装置防跳回路不完善的重大隐患。

5、强化企业内部的技术培训和安全管理工作，工程技术人员要充分了解变压器结构原理、事故类别、保护逻辑等相关的专业知识，不断提升分析和处理事故的能力，杜绝此类事件的重复发生，逐步提高企业安全生产管理和设备健康水平。