2.1.2 工藝要求上存在的不足

　　1)35kVAmBmCm三相繞組中部首端出線餅間油道絕緣墊塊存在嚴重工藝上的差異：a：Am相餅間油道墊塊放置5min×3，而Bm Cm兩相餅間油道墊塊放置10mm×3(據(jù)廠家設計人員介紹圖紙應該是5mm為正確)這就使得設計電磁計算時安匝平衡產生了極大誤差，從而也增大了繞組在此區(qū)域的安匝不平衡度，造成故障時的電動力加大，這也是本次事故的主要原因。b：廠家生產人員為了滿足35kV繞組Am、Bm、Cm三相總體電抗高度相一致，由于首端墊塊之差，而在繞組其它餅間，增加(或減少)了餅間油道墊塊片數(shù)。

　　2)繞組"S"彎處的填充墊塊，本應豎置擺放，這樣機械強度和穩(wěn)定性較好，而實際上填充墊塊既有豎置擺放，也有水平擺放，而Bm、Cm相大部分散落墊塊都是水平擺放的填充墊塊。

　　3)BmCm兩相故障源點都是在繞組首端上、下包"S"彎處，共有6處，從此證明在對"S"彎工藝處理上還存在著絕緣薄弱和機械強度問題，以及制造加工上對換位組合導線的機械傷害問題。

　　綜上所述，在制造過程中存在這樣那樣一些問題為變壓器在電網(wǎng)上的安全運行埋下了事故隱患。

　　2.2 紅旗路站地區(qū)電容電流測試情況

　　為進一步分析過電壓原因，8月26日對紅旗路站35kV電容電流補償情況進行實測分析。結果如下：

　　1號變單元，電容電流的計算值為138.7安培．消弧電抗器補償電流為147.7安培；電容電流實測值為110.2安培，過補償電流達到37.5安培，因此，過補償值太大，對電弧熄滅不利，容易產生過電壓。

　　2.3 縱絕緣損壞原因的綜合分析

　　2.3.1 變壓器過電壓導致內部匝間或層間首端絕緣薄弱點發(fā)生放電

　　由于線路產生的短路間歇放電和346-4刀閘相間及相間對地放電短路造成變壓器過電壓，導致內部匝間或層間首端絕緣薄弱點處發(fā)生放電。變壓器故障過電壓一般是由不對稱短路和間歇電流放電而引起的，為了更好分析在過渡期間變壓器內部端電壓的變化，要從三種形式的過電壓波進行分析，即：非周期波、周期波以及合成波。它們波的時間以微秒計算，波的幅值以干伏計算：

　　1)周期波：一般是由于操作原因引起的。

　　2)非周期全波：是由于大氣過電壓而產生的。

　　3)非周期截波：是在變壓器附近發(fā)生閃絡或間歇放電短路時便出現(xiàn)非周期截波；這種非周期截波的危險性極大，這是因為它的幅值常常超過變壓器額定相電壓的10-15倍，且有陡度很大的波頭，即電壓增長速度很快，在其他條件相同的情況下，波頭越陡，過電壓波的危險性就越大，這是因為陡度大的波沿變壓器繞組所產生的電壓梯度也越大的緣故。在這種情況下，非周期波過程被截斷并轉為逐漸衰減的振蕩波。此時變壓器絕緣除了承受快速增長的波頭電壓作用之外，還要承受在波截斷時所出現(xiàn)的急劇電壓變化的作用。在這種外加電壓的作用下，變壓器產生復雜的電磁過程，這個過程將在變壓器繞組匝間、線餅間以及繞組對地部件間等引起過電壓。通過復雜電容、電感、電阻的等值電路分析，當波作用于繞組開始瞬間時，電壓大部分降落到首端附近，使這一部分的梯度很大，從公式u(x)=uoe－ax可以求出當x=0時，梯度G=du／dx∣x=0=[uoe-ax]'x=0=-uoa=-u0／L*aL。式中：u0／L=∣Ecp∣是平均電位梯度。上式說明在沖擊波剛開始作用繞組瞬間時，繞組首端梯度比平均梯度大aL倍：由于電位梯度與電場強度成正比，則當此處電場強度達到此處油紙絕緣的臨界擊穿場強時，開始放電致使絕緣擊穿：變壓器絕緣擊穿部位絕大多數(shù)是在靠近首端(起頭)的地方，這正是本次事故發(fā)生在繞組首端絕緣的原因所在[1]。

　　2.3.2 變壓器在故障電流的作用下繞組產生電動力促使縱絕緣損壞而發(fā)生放電事故變壓器繞組的截流導體處在漏磁場中，在這些導體上作用著電動力。電動力在變壓器繞組的材料中產生機械應力，并部分傳到變壓器結構的其他元件上：在額定電流下，電動力并不大。但在短路時，電動力將劇增，甚至可以使變壓器發(fā)生故障，而變壓器繞組是由絕緣墊塊隔開的銅線段所構成的，這種系統(tǒng)的動特性在短路過程中是變化的。因為絕緣墊塊的彈性與壓緊程度有關，即與作用力有關。繞組具有幾個固有振蕩頻率。如果電動力的一個頻率與固有振蕩頻率相重合，便產生共振，或如果由于繞組壓緊程度出現(xiàn)問題，某一個固有振蕩頻率接近50赫茲或100赫茲，也可能出現(xiàn)共振現(xiàn)象。從而使壓強增高，超過靜壓強。造成繞組失穩(wěn)出現(xiàn)變形故障。所以，繞組中的不穩(wěn)定過程是由電磁場和機械力兩個過渡過程的綜合疊加。而變壓器繞組中的漏磁場可劃分為軸向磁場和縱向磁場，其對繞組分別產生徑向力和軸向力，而軸向內力繞組的線匝向豎直方向彎曲并壓縮線段間的墊塊。一般最大的彎曲力產生在位于繞組端部的線段中，因為力與磁感應強度成正比，但是最大的壓縮力則出現(xiàn)在位于繞組高度中心的墊塊上，因為在這些墊塊上承受著繞組各線段上所有作用力的總和，這種力不僅與各種絕緣材料的機械性能有關，也與慣性力、彈力和繞組各部件位移時作用其上的摩擦力有關[2](本次事故點所在之處)，當繞組不等高時，或磁勢分布不均勻時(即安匝平衡度不好)，在繞組中才出現(xiàn)軸向外力，這些力的方向總是使產生這些力的不對稱性增大，軸向外力較之其他的力更能成為產生事故的原因。所以，在設計變壓器時總是力求減小繞組中磁勢分布的不對稱性。軸向外力和軸向內力一樣，使線匝向豎直方向彎曲，并壓縮線段間的墊塊；除此之外，這些力還部分地或全部地傳到鐵軛上，力求使其離開芯柱(正是三相繞組事故后高壓繞組與中低壓繞組電抗高度不同產生的原因)。而徑向力沿著線匝整個圓周分布并壓縮線匝，力求使導線長度縮短。因此，在繞組的銅導線中出現(xiàn)壓縮應力。為了提高繞組對徑向力的鋼度，將繞組繞在由絕緣筒或絕緣紙板支撐的撐條上，由于撐條的存在而出現(xiàn)局部彎曲。因此，在內繞組除壓縮應力外，還出現(xiàn)了彎曲應力。當繞組中的應力超過屈服點后，則出現(xiàn)永久變形。因此，繞組呈現(xiàn)出典型的星花狀。有時永久變形具有另一種形狀，即在一個撐條間距內繞組向內部彎曲，而在相鄰撐條間距內繞組向外部彎曲，這種變形稱之為穩(wěn)定性喪失[3]。

　　綜上所述，當變壓器出口短路時，短路電流急劇增加，由于內部漏磁場的增大而產生電動力，造成繞組的位移和變形，導線絕緣在電動力的作用下產生摩擦或拉伸造成縱絕緣損壞，在故障電壓、電流的作用下，發(fā)生縱絕緣擊穿放電事故或放電短路事故。

　　3 事故結論

　　8月8日22□00～24□00由于雷雨天氣、高溫高濕，而發(fā)生的35kV線路因雷電間歇性放電接地故障。(該站35kV全部是電纜出線，外出為架空線)是由于35kV消弧電抗器的補償不合理，造成補償過大，不能有效息弧，產生過電壓，導致346-4刀閘的B、C相間刀閘口和刀閘對網(wǎng)門相繼擊穿。1號主變向故障點輸送短路電流，而變壓器在設計和制造工藝上存在問題較多不能再承受近區(qū)域故障電流的沖擊，使Cm相、Bm相繞組嚴重變形，造成Cm相匝間縱絕緣放電短路。加之本次事故前期兩次出口短路事故而造成變壓器繞組內部 變形損傷的積累效應，為此主變抗短路能力減弱，導致段間絕緣損壞放電短路，變壓器的重瓦斯、差動保護動作掉閘，切斷三側開關，從而造成本次事故發(fā)生。