1 事故經(jīng)過

　　2003年1月19日0:33:10,某供電公司220ｋＶ主變壓器(型號為ＳＦＰ7-120000/220,三線圈)輕重瓦斯、差動保護(hù)動作,一次開關(guān)跳閘,二次開關(guān)未跳閘。0:35:26與該變壓器并聯(lián)運(yùn)行的另1臺主變壓器復(fù)合過流保護(hù)動作,一、二次開關(guān)跳閘。0:35:35,手動拉開該變壓器二次開關(guān),同時發(fā)現(xiàn)該變壓器著火。事故發(fā)生時,該變壓器有功負(fù)荷70ＭＷ。

　　2　變壓器損壞情況

　　現(xiàn)場外觀檢查發(fā)現(xiàn),該變壓器一、二、三次套管全部炸裂,一、二次引流線燒斷,變壓器門型構(gòu)架橫梁因高溫而變形,變壓器控制柜到變壓器控制箱控纜燒損。返廠檢查發(fā)現(xiàn):高壓側(cè)Ｂ相無勵磁分接開關(guān)嚴(yán)重?zé)龘p,Ｂ相繞組圍屏開裂、線圈裸露。Ａ、Ｂ相無勵磁分接開關(guān)接觸不到位,Ａ相鐵心底角螺絲墊有燒痕;Ｂ相分接開關(guān)對箱壁有放電痕跡。將高壓圍屏拆除后發(fā)現(xiàn)Ａ、Ｃ相高壓線圈無變形,Ｂ相線圈基本脫落,損壞嚴(yán)重。

　　3　事故前監(jiān)視運(yùn)行情況

　　該變壓器于1998年4月25日投運(yùn),投運(yùn)前進(jìn)行了常規(guī)試驗、耐壓(二、三次及一次中性點(diǎn))試驗,均未發(fā)現(xiàn)問題。色譜試驗數(shù)據(jù)為乙炔痕量。局部放電試驗數(shù)據(jù):在1 5倍對地交流電壓下,三相高壓端的局部視在放電量均小于500ｐＣ,試驗合格。但該變壓器Ｂ相繞組在20～25ｍｉｎ期間持續(xù)放電量達(dá)1100ｐＣ,Ａ相切始放電量也較大。運(yùn)行至2002年3月15日期間色譜試驗數(shù)據(jù):乙炔始終在0 3μＬ/Ｌ左右。該變壓器于2002年4月遷到目前變電所,于當(dāng)年9月13日投入運(yùn)行。投運(yùn)前所有試驗數(shù)據(jù)合格(包括局放)。9月16日帶負(fù)荷運(yùn)行。10月22日發(fā)現(xiàn)乙炔,進(jìn)行油色譜跟蹤試驗。

　　10月28日主變停運(yùn)熱備用。停運(yùn)后進(jìn)行的常規(guī)試驗及局部放電試驗均未發(fā)現(xiàn)問題。為排除潛油泵問題而引起的油色譜試驗數(shù)據(jù)異常,11月7～15日在變壓器停運(yùn)狀態(tài),啟動潛油泵進(jìn)行色譜監(jiān)視,通過色譜數(shù)據(jù)分析排除了潛油泵問題。

　　12月12日對變壓器進(jìn)行了脫氣處理。隨后進(jìn)行帶負(fù)荷油色譜監(jiān)視運(yùn)行。

　　4　事故原因分析

　　通過解體檢查及運(yùn)行記錄分析,事故原因不難找出。Ｂ相分接開關(guān)接觸不良是導(dǎo)致此次事故的直接原因。而該變壓器二次開關(guān)拒動,與之并聯(lián)運(yùn)行的另1臺變壓器向該主變反充電(時間長達(dá)3ｍｉｎ)是使事故擴(kuò)大并發(fā)展的主要原因。事故發(fā)展的過程:由于Ｂ相無勵磁分接開關(guān)調(diào)整不到位(不排除由于運(yùn)行年久使接觸壓力有所減小的可能性),在變壓器空載運(yùn)行時在級電壓作用下可能產(chǎn)生局部放電,但是由于此時一次電流很小,觸頭間并沒有出現(xiàn)嚴(yán)重過熱現(xiàn)象。當(dāng)一次側(cè)通過負(fù)載電流(約190Ａ)后動、靜觸頭之間開始發(fā)熱、放電,附近油溫開始上升。溫度上升使得動觸頭彈性進(jìn)一步下降,動、靜觸頭之間壓力進(jìn)一步降低,發(fā)熱更加嚴(yán)重,形成惡性循環(huán)。結(jié)果是,動、靜觸頭在電與熱的作用下融化、燒蝕。無勵磁分接開關(guān)絕緣筒內(nèi)的絕緣油在高溫下氣化產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力使絕緣筒烤糊脹裂,輕、重瓦斯繼電器動作,一次開關(guān)跳閘。但由于二次保護(hù)沒有動作,與之并聯(lián)運(yùn)行的另1臺變壓器通過66ｋＶ連接引線向該變壓器送電。此時, Ｂ相無勵磁分接開關(guān)內(nèi)分接引線間已經(jīng)是短路狀態(tài),從而造成Ｂ相高壓繞組嚴(yán)重?zé)龘p,其產(chǎn)生的強(qiáng)大的氣體壓力是造成高、中、低壓三相套管爆炸的直接原因。

　　根據(jù)上述分析,無勵磁分接開關(guān)故障是造成此次事故的直接原因。該變壓器采用的是楔形無勵磁分接開關(guān)。楔形開關(guān)動觸頭為楔形,楔形觸頭上有一彈簧將楔形觸指頂壓于靜觸頭上,動靜觸頭之間的壓力依靠楔形觸頭上的彈簧彈性壓力。該彈簧彈性基本不會發(fā)生大的劣化,因而接觸壓力基本不會發(fā)生變化。在調(diào)節(jié)檔位時,用扳手旋動調(diào)節(jié)盤上的螺桿,當(dāng)調(diào)到某個檔位后,應(yīng)將扳手稍許回調(diào)不動方調(diào)整到位。操作手感很不好。實踐證明很容易造成誤操作。

　　5　預(yù)防措施

　　運(yùn)行經(jīng)驗表明,各種類型的無勵磁分接開關(guān)都出現(xiàn)過程度不同的故障,有的還導(dǎo)致事故的發(fā)生。故障原因很多。統(tǒng)計表明,絕大多數(shù)的故障類型是動、靜觸頭接觸不良。造成動、靜觸頭接觸不良的原因大致有四個:一是運(yùn)行過程中由于電磁力而形成的機(jī)械振動;二是由于安裝工藝不良而造成機(jī)械變形使得動、靜觸頭接觸不到位;三是操作人員由于不清楚操作要領(lǐng)而導(dǎo)致誤操作;四是運(yùn)行年久由于彈簧劣化而造成動、靜觸頭間壓力減小。

　　由于彈簧劣化而造成接觸不良的多為鼓形開關(guān),其結(jié)構(gòu)類似于楔形開關(guān),不同之處在于鼓形開關(guān)動觸頭為盤形彈簧,與靜觸頭之間的接觸壓力完全靠盤形彈簧的彈性壓力。一旦運(yùn)行年久,特別是經(jīng)過大電流后,彈簧容易發(fā)生退火,從而使彈性壓力降低,造成接觸不良。此外,鼓形開關(guān)檔位調(diào)節(jié)采取用手扳動的調(diào)節(jié)方式,聽到一響聲表明已經(jīng)調(diào)節(jié)一檔,但到位程度無法從手感上判斷。因此也有可能造成操作。單相鼓形觸環(huán)式觸頭開關(guān)操作簡便,手柄與觸頭轉(zhuǎn)動角度對應(yīng),過死點(diǎn)自動歸位,同時觸頭容量較大。但早期產(chǎn)品觸頭中使用盤形蝸卷彈簧,因受彈簧工藝及結(jié)構(gòu)制約,使得各觸環(huán)接觸壓力及同一環(huán)兩觸點(diǎn)間接觸壓力嚴(yán)重不一致,致使其接觸可靠性大打折扣,接觸電阻不穩(wěn)定。20世紀(jì)90年代雖有了改進(jìn)型,改盤形彈簧為普通圓柱彈簧,基本解決了觸頭接觸問題,但其傳動靈活性差,操作力矩較大。

　　此次事故發(fā)生前的色譜跟蹤試驗不能確定故障的位置,也沒有發(fā)現(xiàn)故障的嚴(yán)重性,這說明無勵磁分接開關(guān)缺陷有時是難以通過色譜跟蹤試驗確定的,由故障發(fā)展為事故的過程是很快的,具有突發(fā)性。但是進(jìn)行油色譜跟蹤試驗卻是必要的。

　　發(fā)現(xiàn)動、靜觸頭接觸不良缺陷比較有效的手段就是測量變壓器的直流電阻。但是,直流電阻測試對于發(fā)現(xiàn)此類缺陷是有很大局限性的。這是因為按照《無勵磁分接開關(guān)》標(biāo)準(zhǔn),正常情況下動、靜觸頭之間的接觸電阻小于350μΩ,而電力變壓器高壓側(cè)的直流電阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個數(shù),如果不是接觸不良情況十分嚴(yán)重,很難通過直流電阻值大小來判斷無勵磁分接開關(guān)缺陷。另外,即使測出的直流電阻值存在明顯問題時,也要在排除引線接頭螺紋松動等可能原因后才能進(jìn)一步分析分接開關(guān)存在缺陷的可能性。

　　盡管如此,當(dāng)懷疑無勵磁分接開關(guān)存在問題時測量直流電阻仍然是非常必要的。長期以來通過測量直流電阻發(fā)現(xiàn)了許多無勵磁分接開關(guān)故障,避免了很多事故。測量直流電阻最重要的就是要注意對測試數(shù)據(jù)分析比較。一是三相之間要進(jìn)行比較分析;二是測試值與出廠值及歷次測試數(shù)據(jù)分析比較;三是注意數(shù)值的變化規(guī)律;四是轉(zhuǎn)換分接開關(guān)分接檔位進(jìn)行多次測量,轉(zhuǎn)換檔位時應(yīng)注意正、反調(diào)檔時數(shù)據(jù)的變化。

　　此次事故前曾進(jìn)行過局部放電試驗。曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)Ｂ相高壓端視在局部放電量突然增加到1000ｐＣ以上,但隨即下降至合格值。其他文獻(xiàn)也有過類似的報道。這可能是無勵磁分接開關(guān)缺陷的一個特點(diǎn),但原因還難以圓滿解釋。