110 kV變壓器直流電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常缺陷分析

王海濱，謝 達(dá)

(1.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司滄州供電分公司，河北 滄州 061000；2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司，石家莊 050021)

110 kV變壓器直流電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常缺陷分析

王海濱1，謝 達(dá)2

(1.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司滄州供電分公司，河北 滄州 061000；2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司，石家莊 050021)

針對(duì)1臺(tái)110 kV變壓器有載分接開(kāi)關(guān)缺陷導(dǎo)致的直阻超標(biāo)的問(wèn)題，通過(guò)電氣試驗(yàn)和內(nèi)部檢查分析，認(rèn)為有載分接開(kāi)關(guān)的極性轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與極性觸頭接觸不良是導(dǎo)致變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的緊固螺栓螺母緊固不牢的原因，并提出了相應(yīng)的防范措施及建議。

變壓器；有載分接開(kāi)關(guān)；極性開(kāi)關(guān)；直流電阻；接觸不良

1 缺陷情況介紹

在對(duì)某110 kV變電站1號(hào)主變壓器進(jìn)行高壓側(cè)繞組(110 kV側(cè))直流電阻測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，有載分接開(kāi)關(guān)的極性開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換后，從位置10檔開(kāi)始，V相直阻較另外兩相直阻偏大較多，現(xiàn)場(chǎng)在分接開(kāi)關(guān)異常位置反復(fù)調(diào)節(jié)后，數(shù)據(jù)無(wú)明顯變化，三相繞組相互間的差別最大為4.63%，大于2%的標(biāo)準(zhǔn)，中低壓側(cè)直流電阻及變壓器絕緣試驗(yàn)數(shù)據(jù)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。放油后，檢修人員從人孔鉆入對(duì)有載調(diào)壓選擇開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)V相極性開(kāi)關(guān)“-”連線由于螺栓松動(dòng)，致使該點(diǎn)接觸不良，造成直阻超標(biāo)?，F(xiàn)場(chǎng)及時(shí)進(jìn)行了處理，消除了隱患。

2 試驗(yàn)、檢查情況分析

2.1 電氣試驗(yàn)情況

該變壓器的有載分接開(kāi)關(guān)帶極性轉(zhuǎn)換選擇器(極性開(kāi)關(guān))。在對(duì)該1號(hào)主變壓器高壓側(cè)直流電阻進(jìn)行測(cè)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)極性開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換前，分接開(kāi)關(guān)在1檔至9檔位置時(shí)，三相不平衡系數(shù)均符合規(guī)程要求，在9檔到10檔極性開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換后，三相不平衡系數(shù)明顯偏大，從位置10檔開(kāi)始，V相直阻較另外兩相直阻偏大較多，以10檔分接為例，V相直阻數(shù)值470 mΩ較同位置的U相448.8 mΩ互差21.2 mΩ，三相繞組相互間的差別為4.63%，大于2%的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)將分接位置10檔與極性開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換前的相同分接位置8檔比較，V相增大了15.9 mΩ，U、W相直阻數(shù)據(jù)偏差均小于2 mΩ。查閱交接試驗(yàn)報(bào)告，高壓側(cè)三相直阻在10檔至17檔不平衡系數(shù)最小值為0.71%。最大值為1.17%，如表1所示。依據(jù)Q/GDW 1168-2013 《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》[1]規(guī)定：各相繞組電阻相間的差別不應(yīng)大于三相平均值的 2%(警示值)。

2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

排除外界如套管接頭、接線、儀器及人為等影響因素，從測(cè)試數(shù)據(jù)情況來(lái)看，V相不是每個(gè)檔位都有這個(gè)現(xiàn)象，1檔至9檔位置時(shí)，極性開(kāi)關(guān)在“+”極性，極性開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭一直處在“+”極性靜觸頭處，直阻數(shù)據(jù)無(wú)異常；調(diào)至10檔位置及以上時(shí)，極性開(kāi)關(guān)切至“-”極性位置，此時(shí)所測(cè)10檔至17檔位置，直阻不平衡系數(shù)整體偏大，且單、雙分接位置的直阻都偏大。問(wèn)題反映在極性開(kāi)關(guān)發(fā)生轉(zhuǎn)換后，由此排除變壓器繞組、主變壓器套管及公用引線焊接、斷股及切換開(kāi)關(guān)接觸不良等方面問(wèn)題。

表1 測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比 mΩ

2004-11-14交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)異常數(shù)據(jù)處理后試驗(yàn)數(shù)據(jù)變壓器上層油溫20℃變壓器上層油溫22℃變壓器上層油溫32℃分接位置AOBOCOΔR%分接位置AOBOCOΔR%分接位置AOBOCOΔR%8430.2433.9435.31.188448.5454.1453.91.248468.8473.7475.01.319421.5424.9425.40.929439.9443.8443.70.889459.7464.5464.61.0610432.1434.4435.20.7110448.8470454.84.6310469.0474.8475.41.2911437.5441.5442.21.0711456.3474.2462.13.8611476.3481.1482.61.3112445.6448.7449.30.8312463.8480.4469.73.5212484.5489.6490.71.2713451.2456456.51.1713471.2488.2477.13.5513492.2498.0498.41.2514458.7463.64641.1514478.4496.6484.83.7414500.3505.3506.41.2115466470.3471.11.0915486.4503.1492.23.3815507.8513.9514.11.2316472.8477.9478.21.1316493.9510.35003.2716515.9521.6521.91.1517480.3484.9485.61.1017501.5518.4507.63.3217523.4528.5529.51.16

由直阻偏差值分析，懷疑極性開(kāi)關(guān)觸頭系統(tǒng)特別是負(fù)極性觸頭接觸點(diǎn)壓力不夠和接點(diǎn)表面鍍層材料氧化或有重度油膜，即極性開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭有氧化層等問(wèn)題導(dǎo)致極性轉(zhuǎn)換后的直流電阻不平衡率超標(biāo)。因?yàn)楫?dāng)變壓器在運(yùn)行一段時(shí)間后，變壓器有載調(diào)壓在小分接范圍內(nèi)頻繁調(diào)整，而極性開(kāi)關(guān)較少變換至“-”極性位置，由于極性開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期浸泡在變壓器油中，會(huì)導(dǎo)致靜觸頭部分形成一層外來(lái)層，外來(lái)層的產(chǎn)生是由于變壓器油內(nèi)金屬觸頭在運(yùn)行油溫較高時(shí)的催化、氧化效應(yīng)，從而影響切換后的接觸情況。出現(xiàn)這種情況一般電動(dòng)操作分接開(kāi)關(guān)數(shù)十次以上，人為破壞清除靜觸頭表面上的外來(lái)層，從而達(dá)到直阻正常。于是多次電動(dòng)切換分接開(kāi)關(guān)，在異常位置(極性開(kāi)關(guān)切換的檔位)反復(fù)調(diào)節(jié)、多次復(fù)測(cè)，測(cè)試直阻數(shù)據(jù)并未發(fā)生明顯變化，且三相互差呈現(xiàn)出無(wú)規(guī)律性和隨意性，可以排除油膜、氧化膜造成直阻偏大的可能。

根據(jù)變壓器分接開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)并結(jié)合缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，說(shuō)明V相極性開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換極性后存在接觸不良，極性開(kāi)關(guān)靜觸頭處的彈簧乏力或者是動(dòng)、靜觸頭處的連接螺絲存在燒蝕、松動(dòng)的情況，導(dǎo)致接觸不良、直阻偏大。缺陷位置可能在有載分接開(kāi)關(guān)的極性轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)處，V相極性轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與“-”極性觸頭接觸不良或此處連線松動(dòng)。

2.3 內(nèi)部檢查處理

為進(jìn)一步查找缺陷，將變壓器本體中的油放盡，檢修人員從人孔進(jìn)入變壓器內(nèi)部對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢查，細(xì)心檢查各個(gè)連接處接線螺栓有無(wú)松動(dòng)、變形或燒損，發(fā)現(xiàn)V相極性開(kāi)關(guān)“-”連線連接螺栓松動(dòng)，致使該點(diǎn)接觸不良，如圖1所示，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了緊固處理，同時(shí)對(duì)其它各引線接頭進(jìn)行了檢查。處理后，檢查極性開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭彈簧壓力三相均正常，各相選擇分接開(kāi)關(guān)引線連接可靠，測(cè)試變壓器高壓側(cè)所有檔位直流電阻全部合格，至此，缺陷得到有效處理。綜上所述：導(dǎo)致V相直流電阻偏差超標(biāo)的主要原因?yàn)闃O性開(kāi)關(guān)連接螺絲松動(dòng)而造成，故障的分析處理過(guò)程也證明了我們的分析、處理方法正確得當(dāng)。

圖1 有載分接開(kāi)關(guān)極性開(kāi)關(guān)故障位置

此類缺陷若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，有載分接開(kāi)關(guān)觸頭將長(zhǎng)期接觸不良，易導(dǎo)致該部位發(fā)熱異常、觸頭嚴(yán)重炭化，在運(yùn)行中若不及時(shí)處理，溫升會(huì)持續(xù)增加，同時(shí)也會(huì)加速絕緣油劣化和分解，油分解后的氣體不斷析出，在高溫的作用下最終會(huì)使缺陷發(fā)展為分接開(kāi)關(guān)爆炸事故，從而造成主變壓器停電事故，影響整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3 缺陷原因分析

從故障檢查處理情況看，缺陷位置在有載分接開(kāi)關(guān)的極性轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)處，有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)V相極性轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與“-”極性觸頭接觸不良，接觸不良的直接原因是V相極性開(kāi)關(guān)“-”連線連接螺栓松動(dòng)，造成V相極性開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換至“-”極性位置，即10檔及以上位置時(shí)直流電阻偏大。而根本原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有不合理之處，變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的緊固螺栓出廠時(shí)，螺母緊固不牢，也沒(méi)有采取有效的防松動(dòng)措施。變壓器在長(zhǎng)期的運(yùn)行中由于電磁作用產(chǎn)生震動(dòng)，這種震動(dòng)力長(zhǎng)期作用在各個(gè)緊固螺栓上，如果螺栓緊固不實(shí)或沒(méi)有采取防松動(dòng)措施就容易造成緊固螺栓慢慢松動(dòng)，從而造成主變壓器直流電阻增大。

4 防范措施及建議

通過(guò)以上分析，建議應(yīng)從以下幾個(gè)方面采取有效措施。

a.在制造工藝方面，制造廠家應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高制造質(zhì)量，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取有效措施保證觸頭接觸良好，有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)部件的各部分緊固結(jié)點(diǎn)必須采取防止松動(dòng)的措施。

b.工作人員應(yīng)提高設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、檢修管理水平，結(jié)合狀態(tài)檢修工作開(kāi)展設(shè)備評(píng)估，每次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)要同初始值及歷年數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真比較，要對(duì)每一次測(cè)出的微小數(shù)據(jù)變化和疑點(diǎn)進(jìn)行深入分析，查明原因，及時(shí)消除隱患。

c.重視設(shè)備的選型和制造質(zhì)量把關(guān)工作，建議加強(qiáng)主變壓器生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)造工作。變壓器安裝及大修吊檢時(shí)，應(yīng)對(duì)所有的緊固螺栓逐個(gè)進(jìn)行緊固處理及防松動(dòng)檢查。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)主變壓器直流電阻現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、分析定位，發(fā)現(xiàn)直流電阻超標(biāo)的直接原因是V相極性開(kāi)關(guān)“-”連線連接螺栓松動(dòng)，造成直阻增大，并對(duì)原因進(jìn)行了分析，強(qiáng)調(diào)必須從多方面采取有效、可靠措施加以防范、改進(jìn)，才能防止缺陷再次發(fā)生，確保變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1] Q/GDW 1168-2013國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程[S].

本文責(zé)任編輯：羅曉曉

Causes Analysis on 110 kV Transformer DC Resistance Test Data Anomalies

Wang Haibin1，Xie Da2

(1.State Grid Hebei Electric Power Company Cangzhou Power Supply Branch，Cangzhou 061000，China；2.State Grid Hebei Power Company Company，Shijiazhuang 050021，China)

In this paper,for a 110 kV transformer load tap-tap linear resistance exceedances caused by defects in a detailed analysis to diagnose correctly judged the cause of the defect and the defect site,through on-site inspection confirmed the correctness of the analysis,and the defects are processed to eliminate hidden dangers,thus ensuring the safe operation of the transformer,and proposed a corresponding preventive improvement measures.

transformer;on-load tap changer;polarity switch;DC resistance;poor contact

2016-05-09

王海濱(1975-)，男，高級(jí)工程師,主要從事電力設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督工作。

TM407

B

1001-9898(2016)06-0060-03