1 事故經過

　　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、差動保護動作,一次開關跳閘,二次開關未跳閘。0:35:26與該變壓器并聯運行的另1臺主變壓器復合過流保護動作,一、二次開關跳閘。0:35:35,手動拉開該變壓器二次開關,同時發現該變壓器著火。事故發生時,該變壓器有功負荷70ＭＷ。

　　2　變壓器損壞情況

　　現場外觀檢查發現,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。返廠檢查發現:高壓側Ｂ相無勵磁分接開關嚴重燒損,Ｂ相繞組圍屏開裂、線圈裸露。Ａ、Ｂ相無勵磁分接開關接觸不到位,Ａ相鐵心底角螺絲墊有燒痕;Ｂ相分接開關對箱壁有放電痕跡。將高壓圍屏拆除后發現Ａ、Ｃ相高壓線圈無變形,Ｂ相線圈基本脫落,損壞嚴重。

　　3　事故前監視運行情況

　　該變壓器于1998年4月25日投運,投運前進行了常規試驗、耐壓(二、三次及一次中性點)試驗,均未發現問題。色譜試驗數據為乙炔痕量。局部放電試驗數據: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期間持續放電量達1100ｐＣ,Ａ相切始放電量也較大。運行至2002年3月15日期間色譜試驗數據: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,于當年9月13日投入運行。投運前所有試驗數據合格(包括局放)。9月16日帶負荷運行。10月22日發現乙炔,進行油色譜跟蹤試驗。

　　10月28日主變停運熱備用。停運后進行的常規試驗及局部放電試驗均未發現問題。為排除潛油泵問題而引起的油色譜試驗數據異常,11月7～15日在變壓器停運狀態,啟動潛油泵進行色譜監視,通過色譜數據分析排除了潛油泵問題。

　　12月12日對變壓器進行了脫氣處理。隨后進行帶負荷油色譜監視運行。

　　4　事故原因分析

　　通過解體檢查及運行記錄分析,事故原因不難找出。Ｂ相分接開關接觸不良是導致此次事故的直接原因。而該變壓器二次開關拒動,與之并聯運行的另1臺變壓器向該主變反充電(時間長達3ｍｉｎ)是使事故擴大并發展的主要原因。事故發展的過程:由于Ｂ相無勵磁分接開關調整不到位(不排除由于運行年久使接觸壓力有所減小的可能性),在變壓器空載運行時在級電壓作用下可能產生局部放電,但是由于此時一次電流很小,觸頭間并沒有出現嚴重過熱現象。當一次側通過負載電流(約190Ａ)后動、靜觸頭之間開始發熱、放電,附近油溫開始上升。溫度上升使得動觸頭彈性進一步下降,動、靜觸頭之間壓力進一步降低,發熱更加嚴重,形成惡性循環。結果是,動、靜觸頭在電與熱的作用下融化、燒蝕。無勵磁分接開關絕緣筒內的絕緣油在高溫下氣化產生強大的壓力使絕緣筒烤糊脹裂,輕、重瓦斯繼電器動作,一次開關跳閘。但由于二次保護沒有動作,與之并聯運行的另1臺變壓器通過66ｋＶ連接引線向該變壓器送電。此時, Ｂ相無勵磁分接開關內分接引線間已經是短路狀態,從而造成Ｂ相高壓繞組嚴重燒損,其產生的強大的氣體壓力是造成高、中、低壓三相套管爆炸的直接原因。

　　根據上述分析,無勵磁分接開關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。楔形開關動觸頭為楔形,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生大的劣化,因而接觸壓力基本不會發生變化。在調節檔位時,用扳手旋動調節盤上的螺桿,當調到某個檔位后,應將扳手稍許回調不動方調整到位。操作手感很不好。實踐證明很容易造成誤操作。

　　5　預防措施

　　運行經驗表明,各種類型的無勵磁分接開關都出現過程度不同的故障,有的還導致事故的發生。故障原因很多。統計表明,絕大多數的故障類型是動、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:一是運行過程中由于電磁力而形成的機械振動;二是由于安裝工藝不良而造成機械變形使得動、靜觸頭接觸不到位;三是操作人員由于不清楚操作要領而導致誤操作;四是運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,其結構類似于楔形開關,不同之處在于鼓形開關動觸頭為盤形彈簧,與靜觸頭之間的接觸壓力完全靠盤形彈簧的彈性壓力。一旦運行年久,特別是經過大電流后,彈簧容易發生退火,從而使彈性壓力降低,造成接觸不良。此外,鼓形開關檔位調節采取用手扳動的調節方式,聽到一響聲表明已經調節一檔,但到位程度無法從手感上判斷。因此也有可能造成操作。單相鼓形觸環式觸頭開關操作簡便,手柄與觸頭轉動角度對應,過死點自動歸位,同時觸頭容量較大。但早期產品觸頭中使用盤形蝸卷彈簧,因受彈簧工藝及結構制約,使得各觸環接觸壓力及同一環兩觸點間接觸壓力嚴重不一致,致使其接觸可靠性大打折扣,接觸電阻不穩定。20世紀90年代雖有了改進型,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。

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

　　發現動、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現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》標準,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的直流電阻值遠遠大于這個數,如果不是接觸不良情況十分嚴重,很難通過直流電阻值大小來判斷無勵磁分接開關缺陷。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一步分析分接開關存在缺陷的可能性。

　　盡管如此,當懷疑無勵磁分接開關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現了許多無勵磁分接開關故障,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據分析比較。一是三相之間要進行比較分析;二是測試值與出廠值及歷次測試數據分析比較;三是注意數值的變化規律;四是轉換分接開關分接檔位進行多次測量,轉換檔位時應注意正、反調檔時數據的變化。

　　此次事故前曾進行過局部放電試驗。曾經發現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。其他文獻也有過類似的報道。這可能是無勵磁分接開關缺陷的一個特點,但原因還難以圓滿解釋。