110kV主變直流電阻不平衡的原因及分析

趙慶新，董萬光，李 穎

(聊城供電公司，山東 聊城 252000)

主變直流電阻的測試是變壓器交接試驗和預(yù)試試驗的重要項目之一。通過這些試驗，可對繞組接頭焊接是否存在質(zhì)量問題，繞組有無層間、匝間短路，引出線有無斷裂，多股導(dǎo)線并繞的繞組是否有斷股，電壓分接開關(guān)的各個位置接觸是否良好，分接開關(guān)實際位置是否相符等問題進行檢查。

在試驗過程中，直流電阻可以反映繞組是否存在多點接地的情況，其縱向變化率可反映有載開關(guān)觸點損壞的情況，直流電阻不平衡率可發(fā)現(xiàn)繞組引線與導(dǎo)電桿焊接質(zhì)量存在的問題。試驗時，不平衡率可能完全符合規(guī)程規(guī)定，但各相電阻的變化會顯示變壓器電流回路的異常情況。因此，僅套用平衡率的標準是不夠的，還應(yīng)對直流電阻測量數(shù)據(jù)的隱含信息給予足夠的重視，并對其進行深入的分析，以保證試驗結(jié)論的正確性。

1 引起直流電阻不平衡的原因及分析

在實際測量過程中，引起變壓器直流電阻值不符合規(guī)范要求的原因可歸納為測量技術(shù)和變壓器本身兩方面，其中變壓器本身因素是主要原因。

1.1 測量技術(shù)

引起直流電阻不平衡的主要因素包括：儀器選型不當、測量接線錯誤、引線電阻及其接線電阻過大、放電不充分等。對于這些技術(shù)上的因素，可以在采取更換儀器、變更接線、處理套管外表面等相關(guān)措施后，重新試驗進行驗證，予以排除。

1.2 變壓器

110 kV 主變大多為兩繞組或三繞組變壓器，其共同點是，在其高壓側(cè)采用有載調(diào)壓裝置，高壓側(cè)接頭較多，接線復(fù)雜，發(fā)生不平衡的可能性大。因此，由變壓器自身因素引起的直流電阻不平衡不易排除。

造成變壓器繞組直流電阻不平衡率超標的主要原因有：

(1)各相繞組的引線長短不同，造成各相繞組的直流電阻不同；

(2)變壓器繞組的制造工藝不同，導(dǎo)線截面尺寸存在偏差；

(3)繞組與套管導(dǎo)電桿連接處有氧化層或緊固螺母松動；

(4)繞組分接引線電纜頭與分接開關(guān)導(dǎo)電柱連接松動；

(5)套管導(dǎo)電桿與引線間的接觸不良；

(6)穿纜引線鼻與將軍帽等連接部件接觸不良；

(7)有載開關(guān)接觸點壓力不夠、接點表面鍍層材料氧化或長期使用被電弧燒傷，分接開關(guān)切換不到位等；

(8)變壓器繞組斷股、變形等。

對于變壓器自身因素引起的繞組直流電阻不平衡率超標，一般處理原則如下：

(1)與出廠、交接試驗報告的數(shù)據(jù)相比較，可以排查因引線電阻的差異、分接開關(guān)指位指針移位、導(dǎo)線質(zhì)量引起的直流電阻不平衡率超標；

(2)多次操作分接開關(guān)，不平衡率無明顯降低，且每檔的直流電阻不平衡率無明顯變化，可以排除分接開關(guān)接觸不良這一因素；

(3)對于斷裂、套管導(dǎo)桿與引線接觸不良、線圈匝間、層間、相間發(fā)生短路等引起的直流電阻不平衡率超標的因素，可參照表1 進行排查。

表1 幾種常見故障現(xiàn)象的測量分析結(jié)果

2 實例分析

2011年3月，在對某變電站1 號主變(型號：SZ10-50000/110)進行預(yù)防性試驗過程中發(fā)現(xiàn)，分接開關(guān)1 檔和8 檔直流電阻的測試數(shù)據(jù)正常，其他幾檔測試數(shù)據(jù)散亂，不符合正常規(guī)律，直流電阻不平衡率超標，其中某一檔最大不平衡率系數(shù)達5.03 %。具體試驗數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 直流電阻試驗數(shù)據(jù)(油溫22 ℃)

《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程》規(guī)定：1 600 kV·A 以上的變壓器，相間電阻差別一般不大于三相平均值的2 %，線間電阻差別一般不大于三相平均值的1 %；1 600 kV·A 及以下的變壓器，相間電阻差別一般不大于三相平均值的4 %，線間電阻差別一般不大于三相平均值的2 %，測得的相間差與以前相應(yīng)部位測得的相間差比較其變化也不應(yīng)大于2 %?！渡綎|電力集團公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程實施細則》規(guī)定：變壓器在運行中，相間互差不大于2 %，同相初值差不超過±2 %。

正常情況下，在有載調(diào)壓裝置分接開關(guān)的各分接位置所測得直流電阻應(yīng)符合按分接位置遞增或遞減的規(guī)律。根據(jù)試驗測試結(jié)果，1 檔和8 檔測試數(shù)據(jù)正常，可排除測量技術(shù)，線圈或引線焊接斷裂，線圈匝間、層間、相間發(fā)生短路等原因。其他幾檔測量數(shù)據(jù)不符合正常規(guī)律，可能是由于變壓器內(nèi)部電流回路連接部件接觸不良引起的。變壓器高壓側(cè)接線復(fù)雜，接頭也多，高壓側(cè)的接線結(jié)構(gòu)順序是：引出線接線帽→套管內(nèi)下引線→高壓側(cè)繞組→轉(zhuǎn)換開關(guān)→分接開關(guān)→調(diào)壓繞組→中性點，其中任何一個連接部位出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致所測直流電阻變化。

套管導(dǎo)桿與引線及分接開關(guān)是最易出現(xiàn)問題的部件。從試驗結(jié)果看，1 檔和8 檔測試數(shù)據(jù)正常，所以可排除因套管導(dǎo)桿與引線接觸不良引起直流電阻不平衡的可能性。以往經(jīng)驗表明，分接開關(guān)接觸點壓力不夠易導(dǎo)致接觸點表面鍍層材料氧化，而測量直流電阻的設(shè)備輸出電壓低、電流小，不能夠擊穿開關(guān)動、靜觸頭間的氧化層，會造成測試的誤差。

根據(jù)分析結(jié)果，對變壓器的分接開關(guān)可以采用大電流測量直流電阻法將其分接開關(guān)的氧化層燒掉, 使分接開關(guān)的接觸電阻恢復(fù)正常。另外，也可以多次切換分接開關(guān)，以消除觸頭表面的氧化膜。由于測試設(shè)備不能長時間輸出大電流等原因，分接開關(guān)通大電流不易實現(xiàn)，故采用多次切換分接開關(guān)的方法來消除觸頭表面的氧化膜和油垢，先后對分接開關(guān)進行了1 200 次換擋操作。在對變壓器分接開關(guān)進行處理后，重新進行直流電阻測試，再次測試的結(jié)果符合規(guī)程規(guī)定，試驗結(jié)果如表3 所示。

表3 直流電阻試驗數(shù)據(jù)(油溫30 ℃)

在實際運行過程中，某些變電站主變很少或幾乎不使用有載調(diào)壓開關(guān)，易造成分接開關(guān)觸頭表面的氧化，因而使預(yù)試過程中的測量結(jié)果出現(xiàn)誤差，易造成誤判，影響主變的正常運行。

3 結(jié)束語

多年的試驗經(jīng)驗表明，變壓器回路過渡、轉(zhuǎn)換部件出現(xiàn)故障是引起直流電阻不平衡率不合格的主要原因，根據(jù)以上提到的原則進行分析判斷，可較快、正確地處理問題，保證變壓器的正常運行。

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