变压器中性点接地刀闸故障分析及改进措施

康乙武

【摘　要】通过介绍两起变压器中性点分合闸故障引起设备的危害，详细分析变压器的中性点分合闸的工作原理，从操作的角度去考虑，如何防止同类故障的发生，对变压器安全运行有一定的参考意义。

【关键词】中性点操作过电压措施

0 引言

电力系统中的变压器停复电操作，一般都要合上变压器中性点接地刀闸，以防止断路器在分合闸的时候产生操作过电压，对变压器绕组的主绝缘进行冲击破坏；多年的运行经验告诉我们，当断路器在非全相分合闸的时候，若变压器中性点不接地会产生以下危险①变压器电源侧中性点对地电压最大可达相电压，这样子可能会损坏变压器的主绝缘（因为110kV及以上电压等级的变压器一般情况下都是半绝缘水平，中性点的绝缘水平比绕组首端的绝缘水平要低）；②变压器的高压、低压线圈之间有电容，这种电容会造成高压对低压的“传递过电压”；③当变压器高压、低压线圈之间的电容耦合，低压侧会有电压达到谐振条件，可能会出现谐振过电压，也会造成绕组的绝缘损坏。

1 事故经过

①2016年08月13日，220kV某变电站#1主变压器设备试验合格后，向调度申请复电操作。18时56分开始操作，当运行人员进行操作票的第38项“合上#1主变压器变高2201开关”对#1主变压器进行充电操作的时候；突然看见#1主变压器变高中性点221000接地刀闸动静触头处冒出一个相当大的火球，并伴随剧烈的弧光放电的声音，火球持续发生了30多秒后，自动熄灭；运行人员立即停止操作，并对#1主变压器进行评估检查，发现#1主变压器变高中性点221000接地刀闸动静触头处有明显的放电痕迹。

②2018年06月28日，110kV某变电站进行#2主变压器停电检修操作，调度下令时间为：08时30分，当运行人员进行操作票的第5项“合上#2主变压器变高中性点12000接地刀闸”的时候，因为无法进行远方遥控操作，所以选择立刻转为“就地”操作，但是也无法完成电动控制操作，于是向站长申请解锁“手动”进行操作，因为手动操作的工具并不是一般的手摇把手，而是一个带电池的手动操作工具（西门子隔离刀闸的操作机构为MA-6型），由于该手动操作工具的电池长期处于放电的状态，必须得重新充电，才能手动进行操作，导致该项操作任务的时间延时至中午的12:30才能完成，造成了调度的考核扣分。

2 缺陷分析

①对应的第一个案例：变电站中的变压器中性点接地刀闸已经具备了“远方”操作功能，更多的时候运行人员采用了“远方”操作，判别中性点接地刀闸的位置状态，一般通过后台监控机图形的变位，就判断是中性点接地刀闸已经在合上位置，麻痹大意忽略了现场设备的实际运行状态，因为中性点接地刀闸的辅助开关虽然已经变位，而接地刀闸的动静触头却还没有完全处于合上位置，造成动静触头之间接触不良的放电现象，以至于中性点接地刀闸的动静触头灼伤或烧毁，幸好没有造成人员伤亡，经过专业分析为辅助开关（-S1）在一次设备还没有到位的情况下，自动断开控制回路，迫使电机的电源断电停止运行（见图1）。

(图1)中性点接地刀闸控制回路图

②对应的第二个案例:运行人员对#2主变压器变高中性点接地刀闸进行检查的时候，发现电机电源Q1有220V的交流电压，而控制回路不通，经过各个节点的逐一排查，发现了控制回路中（-S2）不通，而（-S2）却在中性点接地刀闸操作箱的底部，联系中性点接地刀闸控制回路图(见图2)，分析得出：控制回路中（-S2）辅助接点在分开的状态下，控制回路是无法接通的，也说明了该（-S2）辅助开关的作用是断开电机的控制电源和电机电源。综合考虑，是由于试验人员对变压器中性点接地刀闸手动操作试验后，忘记把（-S2）辅助开关的把手切换电动操作位置，造成了该次操作的时间延误。

3注意的问题及解决措施

①在案例一中，由于变压器中性点接地刀闸长期在户外运行，受到环境影响的因素较大，各个传动部件出现锈蚀、卡涩的现象在所难免，以至于传动机构的阻力矩也会逐渐增大。当阻力矩大于摩擦盘的磨擦力时，造成中间法兰打滑发生位移。因此应该结合变压器设备停电检修，并测量中性点接地刀闸的回路电阻。调整并压紧弹簧、对复位弹簧等弹力失效的，要及时对其进行更换。

②在案例一中，对于变压器停复电等大型操作，需要在后台监控机远方操作的时候，建议合理增加两位现场运行设备位置监视员，以便于第一时间去了解现场高压设备的运行工况，同时减少操作人和监护人来回走动的高压场地的距离，并能减轻运行人员精神负担，挺高操作质量。

③在案例二中，针对#2主变压器变高中性点接地刀闸为西门子的MA-6型的操作机构。为了紧急手动操作，可用带12.5的正方形套筒手柄插入操作箱底部的孔进行操作，此孔被一块挡板覆盖，盖板与辅助开关（-S2）相互连接，手动操作时，需要打开盖板，那么(-S2)接点将会立刻断开控制和电机的电源回路（见图2）。另外辅助开关（-S1）只有在中性点接地刀闸到位后才动作，因此，手动操作必须执行直至辅助开关（-S1）实现其功能，才算完成该项操作。

④在案例二中，仔细看（图1）中性点接地刀信号的部分，图中只有两个信号传至后台监控机分别是“就地操作”、“电机故障”的信号，其实我们可以用“-S2”的辅助开关，再增加两个信号分别是“手动操作”、“电动操作”，这样子就能让运行人员参考该信号，迅速地做出准确的判断，并及时地排查故障点。

4结 语

电力系统中变压器的中性点接地刀闸，对变压器的绕组绝缘保护极为重要，本文针对这些问题给出相应的解决方法，通过这些解决方法可以保证和提高变压器的可靠工作和安全运行。

参考文献

【1】薛 锦．变电运行现场操作技术【M】．北京：中国电力出版社，2004.