變壓器繞組直流電阻超標缺陷的綜合判斷

張樹亮，魏 韌，林軍朝

(1.滄州供電公司，河北 滄州 061000；2.石家莊供電公司，石家莊 050051；3.華能邯峰發(fā)電廠，河北 邯鄲 056200)

1 變壓器繞組直流電阻超標情況概述

某110 kV變壓器于2006年10月出廠，2007年8月投入運行，變壓器型號為SSZ7-40000/110，套管型號為BR2W1-126/630。2011年4月進行例行試驗發(fā)現(xiàn)繞組電阻試驗超標[1]，變壓器繞組電阻試驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 2011年高壓側(cè)繞組直流電阻試驗數(shù)據(jù)(20 ℃)

分接開關(guān)位置RU/mΩRV/mΩRW/mΩΔR/%1479.2 494.7 481.8 3.23 2471.4 487.4 472.3 3.393463.3 479.9 464.3 3.58 4456.0 472.4 457.3 3.595447.1 460.6 449.0 2.996439.9 457.7 440.6 4.047431.7 448.5 432.6 3.918423.9 440.0 424.9 3.80 9415.3 431.6 415.0 3.92 10423.9 440.9 425.2 4.01 11431.8 448.9 433.1 3.98

2 設(shè)備缺陷的判斷過程分析

變壓器繞組電阻試驗是變壓器出廠、交接、大修、改變分接開關(guān)后必不可少的試驗項目，也是非常重要的診斷試驗項目，對于發(fā)現(xiàn)缺陷部位、缺陷的性質(zhì)有著非常重要的意義[2]。通過變壓器繞組電阻試驗可以有效判斷變壓器引線與套管間是否存在連接不良；繞組是否存在匝間、層間絕緣不良或匝間、層間短路；繞組導(dǎo)線連接處的焊接和機械連接是否良好，是否斷股等；分接開關(guān)的選擇器、極性選擇器和切換開關(guān)是否存在燒蝕、氧化等情況。

紅外測溫能夠有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備熱缺陷，如,各接頭部位的接觸不良造成發(fā)熱；變壓器套管缺油形成冷熱界面；各電氣設(shè)備的內(nèi)部過熱等。

油色譜分析通過精確測量變壓器油中各種氣體組分含量，能夠有效發(fā)現(xiàn)變壓器存在的受潮、過熱、局部放電及電弧放電等缺陷。

2.1 繞組電阻試驗數(shù)據(jù)分析

將2011年4月的試驗數(shù)據(jù)與2008年試驗數(shù)據(jù)進行縱比,2008年試驗數(shù)據(jù)見表2，對比2次繞組電阻試驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：2011年各分接繞組電阻試驗數(shù)據(jù)較2008年數(shù)據(jù)小3 mΩ左右，沒有明顯變化，出現(xiàn)誤差的主要原因是測試儀器的不同，或上層油溫記錄的誤差。V相電阻存在明顯變化，2011年各分接繞組電阻數(shù)據(jù)較2008年數(shù)據(jù)大12 mΩ左右。同時，從2008年數(shù)據(jù)中可以清楚的發(fā)現(xiàn)，V相、W相各分接繞組電阻值接近，稍大于U相繞組電阻值。2011年，V相繞組電阻值要遠大于U、W兩相同一分接繞組電阻值。

分接開關(guān)在試驗前已經(jīng)按標準化作業(yè)要求循環(huán)調(diào)整了2個周期，排除了有載分接開關(guān)接頭存在氧

表2 2008年高壓側(cè)繞組直流電阻試驗數(shù)據(jù)(20 ℃)

分接開關(guān)位置RU/mΩRV/mΩRW/mΩΔR/%1482.5482.9485.10.5382474.6475.5475.50.1893466.5468.0467.50.3204459.1460.4460.40.2825450.2448.5452.10.7996442.9445.6443.60.6087434.6436.4435.60.4138426.8427.8427.80.2349418.1419.3417.80.35910426.8428.7428.10.44411434.7436.8436.10.482

化的情況；V相從1-11分接全部出現(xiàn)繞組電阻增大，說明分接開關(guān)V相選擇器沒有發(fā)生異常；V相沒有出現(xiàn)單、雙電阻差異性變化，說明分接開關(guān)的V相切換開關(guān)沒有出現(xiàn)異常；分接開關(guān)過9后(額定分接)繞組電阻沒有發(fā)現(xiàn)降低趨勢，說明分接開關(guān)V相極性開關(guān)正常。由此排除有載分接開關(guān)各部件存在燒蝕、氧化等缺陷。

為進一步判斷缺陷，調(diào)取了油色譜分析數(shù)據(jù)及近期紅外測試照片。

2.2 油色譜分析

油色譜分析數(shù)據(jù)見表3、表4。

表3 變壓器油色譜分析數(shù)據(jù) μL/L

項目2008年試驗數(shù)據(jù)2011年試驗數(shù)據(jù)φ(H2)32.829.92φ(CO)543.9582.86φ(CO2)757.8989.73φ(CH4)14.119.54φ(C2H4)17.227.85φ(C2H6)2.34.24φ(C2H2)00.3φ(總烴)33.651.93

表4 V相套管油色譜分析 μL/L

項目2008年試驗數(shù)據(jù)2011年試驗數(shù)據(jù)φ(H2)74.282.3φ(CO)275.3276.8φ(CO2)799.7989.73φ(CH4)20.522φ(C2H4)1.42.4φ(C2H6)15.722.4φ(C2H2)00φ(總烴)37.646.8

由表3、表4可知，變壓器、套管的各特征氣體沒有超過規(guī)程要求[1]，且數(shù)據(jù)穩(wěn)定，若缺陷在變壓器內(nèi)部，運行中變壓器的油中溶解氣體必定會有明顯增長。通過以上分析說明缺陷不應(yīng)在變壓器本體內(nèi)，缺陷位于變壓器外部的可能性較大。變壓器外部缺陷一般為套管柱頭存在接觸不良或燒蝕。

2.3 紅外測溫圖譜分析

結(jié)合該變壓器近期的紅外測溫圖譜結(jié)果(見圖1)可知：V相套管柱頭明顯存在過熱點，比其它兩相高約12 ℃，可判斷，變壓器直流電阻缺陷部位在高壓套管V相柱頭處。

圖1 2011年1月變壓器紅外測溫圖譜

2.4 解體檢查

對該變壓器套管柱頭進行了解體，檢查導(dǎo)電桿和將軍帽導(dǎo)電部位，發(fā)現(xiàn)110 kV套管V相引線接頭與導(dǎo)電密封頭連接處嚴重?zé)g。

3 設(shè)備缺陷的成因分析

解體后檢修人員測量引線頭頂部高出接線座的距離比測量導(dǎo)電帽凹槽的最大深度小3 cm，發(fā)現(xiàn)該型號套管在引線頭與導(dǎo)電帽連接后，直接將導(dǎo)電帽安裝在接線座上，這種導(dǎo)電部位的連接不是緊固連接，導(dǎo)電桿與將軍帽間絲牙相互之間配合不緊密，不能完全保證導(dǎo)電接觸面接觸良好。當(dāng)電流通過該接觸面時，接觸不良可能造成接觸面過熱燒蝕或者產(chǎn)生放電現(xiàn)象燒蝕接觸面。而過熱又會進一步促使接觸電阻增大，加劇過熱現(xiàn)象，惡性循環(huán)，以致發(fā)熱嚴重造成燒損,繞組的直流電阻測試值增大。

4 處理措施及建議

變壓器檢修人員對套管導(dǎo)電桿和將軍帽進行更換，更換后，為確認設(shè)備是否存在其他缺陷，重新進行了變壓器繞組電阻試驗，測試變壓器高壓側(cè)所有檔位直流電阻不平衡率，全部合格，見表5。

表5 處理后變壓器繞組電阻(20 ℃)

分接開關(guān)位置RU/mΩRV/mΩRW/mΩΔR/%1478.4 478.8 481.0 0.5382470.6 471.5 471.5 0.1893462.6 464.0 463.5 0.2144455.2 456.5 456.5 0.2835446.4 444.7 448.3 0.4226439.2 441.8 439.8 0.1587430.9 432.7 431.9 0.2308423.2 424.2 424.2 0.2349414.6 415.8 414.3 0.07110423.2 425.1 424.5 0.30411431.0 433.1 432.4 0.322

對該類型套管，在引線頭頂部與導(dǎo)電帽之間加裝長度5 mm以上的彈簧，導(dǎo)電帽與引線頭連接后就能夠壓縮彈簧，彈簧給導(dǎo)電帽和引線頭一個反作用力，使導(dǎo)電帽、引線頭連接緊固，導(dǎo)電面接觸良好。同時，在主變壓器訂貨時需注意套管頭部是否存在設(shè)計缺陷，安裝時需嚴把質(zhì)量關(guān)，防止在安裝時出現(xiàn)類似問題。

5 結(jié)束語

變壓器繞組電阻試驗可判斷繞組設(shè)備缺陷是否發(fā)生在有載分接開關(guān)；油中溶解氣體色譜分析可判斷設(shè)備缺陷是否發(fā)生在箱體內(nèi)部；紅外測試圖譜分析可明確設(shè)備缺陷部位，確定繞組電阻超標發(fā)生在引線與導(dǎo)電帽連接處。結(jié)合變壓器繞組電阻試驗情況，同時輔助紅外測溫、油色譜分析等測試手段可以更加準確的判斷缺陷情況。因此，判斷變壓器設(shè)備缺陷可利用以上3種試驗手段和試驗數(shù)據(jù)進行綜合分析，有效進行設(shè)備缺陷分析定位，分析缺陷原因，以便進行有針對性的檢修與缺陷處理，確保變壓器的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1] Q/GDW 04-10501047-2010，河北省電力公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程[S].

[2] 胡啟凡.變壓器試驗技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2011.