變電站站用電系統(tǒng)是提供變電站繼電保護(hù)、照明和操作用的電源系統(tǒng)，在強(qiáng)調(diào)主設(shè)備安全性的今天，不能忽視了站用變的安全運(yùn)行。Z（或稱曲折型）接線的干式變壓器在站用電系統(tǒng)中大量采用，帶來(lái)了很多好處，但也不能認(rèn)為先進(jìn)的產(chǎn)品可以忽視例行的檢驗(yàn)工作，特別是針對(duì)這類產(chǎn)品的特點(diǎn)，要加強(qiáng)其中的試驗(yàn)項(xiàng)目的檢測(cè)工作。本文認(rèn)為干式變壓器的縱絕緣檢測(cè)工作宜在例行試驗(yàn)中得到加強(qiáng)。

1 站用變損壞事故簡(jiǎn)介

1.1. 共發(fā)生5起匝間絕緣燒毀事故

3次事故發(fā)生于鑫城變電站。110kV鑫城變電站10 kV系統(tǒng)為雙母線并列運(yùn)行，1#、2#站用變分別接入兩段母線，10kV僅有鑫行線一條線路與用戶相連。

兩臺(tái)站用變均為樹(shù)脂型變壓器，采用Z接線，中性點(diǎn)懸空，未配消弧線圈運(yùn)行。2#站用變?cè)?006年12月10日和2008年2月6日燒毀兩次。1#站用變2009年5月6日燒毀一次。

3次事故發(fā)生前的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，10kV系統(tǒng)運(yùn)行正常，無(wú)異常波動(dòng)。

2次事故發(fā)生于點(diǎn)軍變電站。220kV點(diǎn)軍變電站35kV系統(tǒng)為雙母線并列運(yùn)行，1#、2#站用變分別接入兩段母線，35kV僅有點(diǎn)橋線一條線路與橋邊變電站相連。1#站用變投運(yùn)，2#站用變熱備用，事故時(shí)通過(guò)備自投系統(tǒng)投入。兩臺(tái)站用變均為樹(shù)脂型變壓器，采用Z接線，中性點(diǎn)懸空，未配消弧線圈運(yùn)行。

8月16日，宜昌周邊雷雨天氣，受220kV系統(tǒng)擾動(dòng)影響，35kV系統(tǒng)出現(xiàn)了過(guò)電壓，1#站用變高壓側(cè)出現(xiàn)匝間短路現(xiàn)象，站用變高壓側(cè)負(fù)序過(guò)流I段動(dòng)作跳閘。從跳閘前的錄波圖上看，A相對(duì)地最高電壓約30kV。 2#站用變備自投動(dòng)作，站用電恢復(fù)，正常運(yùn)行到2009年8月17日 17點(diǎn)，2#站用變A相匝間短路。

1.2. 幾次事故共同特點(diǎn)

變壓器損壞后，燒損繞組對(duì)地絕緣依然能耐受規(guī)定的外施交流電壓。能耐受的感應(yīng)耐壓不及工作電壓的0.1倍；

使用的都是環(huán)氧樹(shù)脂澆注Z接線變壓器；中性點(diǎn)都未接消弧線圈，懸空運(yùn)行；母線上所接線路只有一條，系統(tǒng)對(duì)地電容小。在沒(méi)有發(fā)生很強(qiáng)的過(guò)電壓；站用變室不通風(fēng)。

2 Z接線變壓器特點(diǎn)

圖1 Z接線變壓器的接線原理、相量圖

2.1 優(yōu)點(diǎn)：零序阻抗小，利于中性點(diǎn)消弧線圈補(bǔ)償。

Z接線變壓器，將每一相繞組分成兩半，將一相繞組的上一半和另一相繞組的下一半反接串聯(lián)，組成新的一相，再將下半個(gè)繞組上部相連引出作為中性點(diǎn)。零序電壓在每個(gè)鐵芯柱上產(chǎn)生的激磁磁勢(shì)，由于上半繞組和下半繞組極性相反，正好抵消。

2.2 缺點(diǎn)：從相量圖看出，正常運(yùn)行時(shí)，半個(gè)繞組承受的不是0.5倍相電壓，而是1/√3倍相電壓。同樣材料下，容量只有普通接線變壓器的0.877倍[1]；系統(tǒng)電壓波動(dòng)，出現(xiàn)零序電壓時(shí)，半個(gè)繞組的電勢(shì)與1/2零序電勢(shì)疊加，導(dǎo)致匝間耐受比普通接線變壓器更高的電壓，因此Z接線變壓器縱絕緣對(duì)材料要求更高。

3 環(huán)氧樹(shù)脂澆注變壓器特點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)：難燃、阻燃、絕緣性能好

3.2 缺點(diǎn)：澆注過(guò)程工藝控制要求非常高，為便于散熱，繞組做成薄絕緣結(jié)構(gòu)，澆注不當(dāng)，特別是期間真空度控制不當(dāng)（過(guò)高、過(guò)低都造成危害），就會(huì)在運(yùn)行過(guò)程中造成局部開(kāi)裂，形成氣隙，造成局部放電。

4 站用變損壞事故的根本原因

上述的5次事故經(jīng)分析查找，都來(lái)自變壓器的縱絕緣弱點(diǎn)，由于生產(chǎn)過(guò)程中，澆注期間真空度未控制好，變壓器運(yùn)行后，局部匝間絕緣很快破壞，中長(zhǎng)期局部放電，運(yùn)行過(guò)程中或系統(tǒng)擾動(dòng)過(guò)程中，匝間短路燒毀。

5 預(yù)防措施

5.1 交接試驗(yàn)時(shí)，有條件的單位，宜進(jìn)行局部放電檢測(cè),局部放電試驗(yàn)采用感應(yīng)耐壓，容易發(fā)現(xiàn)縱絕緣問(wèn)題。

5.2 很多試驗(yàn)人員對(duì)于所用變，采用簡(jiǎn)單的工頻外施電壓試驗(yàn)，根本發(fā)現(xiàn)不了縱絕緣的問(wèn)題。預(yù)試特別是投運(yùn)第二年試驗(yàn)，進(jìn)行感應(yīng)耐壓試驗(yàn)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，在絕緣未徹底擊穿前，避免事故發(fā)生。由于Z接線變壓器結(jié)構(gòu)特殊性，單相感應(yīng)耐壓易出現(xiàn)部分絕緣過(guò)高、過(guò)低耐受電壓的問(wèn)題，建議采用三相感應(yīng)耐壓。由于Z接線變壓器空載損耗小，三相調(diào)壓變的容量和隔離變?nèi)萘慷疾恍枰艽?，現(xiàn)場(chǎng)容易實(shí)現(xiàn)。

5.3 最大發(fā)揮Z接線變壓器的優(yōu)點(diǎn)，中性點(diǎn)加裝消弧線圈，減少過(guò)電壓發(fā)生的次數(shù)、縮短過(guò)電壓延續(xù)的時(shí)間。

5.4 加強(qiáng)室內(nèi)的通風(fēng)。有些設(shè)計(jì)人員對(duì)于所變室的通風(fēng)欠缺考慮，甚至幾臺(tái)所變?cè)谝粋€(gè)房間運(yùn)行都不設(shè)計(jì)通風(fēng)窗。干式變壓器完全依靠空氣對(duì)流散熱，室內(nèi)通風(fēng)裝置很重要。

6 結(jié)論

干式變壓器損壞的原因，主要是變壓器本身質(zhì)量不良造成的。不良工況和室內(nèi)散熱條件是促成事故的重要因素。從進(jìn)網(wǎng)時(shí)就嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，是防止事故的主要措施。

（摘編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“Z接線站用變壓器宜加強(qiáng)縱絕緣檢測(cè)”，作者為李飛舟。）