電力變壓器變低繞組直流電阻異常分析及對策

摘要：變壓器繞組直流電阻的測試是預防性試驗和設備交接試驗的基本項目之一，也是運行中變壓器發(fā)生故障后重要的檢查試驗項目。它是發(fā)現(xiàn)變壓器繞組缺陷的重要手段。我們在對某220kV變電站#1主變壓器進行變壓器繞組直流電阻試驗時，其變低繞組直流電阻試驗結果超出《電力設備預防性試驗規(guī)程》允許范圍，結合該變壓器的歷史數(shù)據(jù)和運行概況，使用多種不同的試驗方法來進行試驗，詳細分析了變低繞組直流電阻試驗結果增大的原因，就變壓器繞組直流電阻試驗，提出了防止試驗失真再次發(fā)生的措施。

關鍵詞：變壓器；繞組直流電阻；試驗結果

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）02-0123-03

1 概述

變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設備，它擔負著電能的傳輸和分配，所以它的安全穩(wěn)定運行有著重要意義。而三相電力變壓器繞組直流電阻測試是變壓器出廠及預防性試驗的主要項目之一，也是變壓器發(fā)生故障后的重要檢查項目。按照IEC標準和國標GB1094，變壓器在制造過程中修和大修后、交接試驗和預防性試驗以及繞組平均溫升的測定和故障診斷中等都必須進行該項試驗。根據(jù)標準規(guī)定：1.6MVA以上的變壓器，相電阻不平衡率應≤2%，無中性點引出的繞組，線電阻不平衡率應≤1%；1.6MVA以下的變壓器，相電阻不平衡率應≤4%，線電阻不平衡率應≤2%。以下就我們在一次預防性試驗中，按照規(guī)程規(guī)定的試驗方法，運用各種試驗設備，針對各試驗數(shù)據(jù)綜合分析，發(fā)現(xiàn)影響變壓器繞組直流電阻試驗數(shù)據(jù)的因素，提出了消除不良因素的相應處理措施，準確測量變壓器繞組直流電阻的注意事項，避免以后出現(xiàn)類似問題。

2 電力變壓器變低繞組直流電阻異常原因分析

該220kV電站#1主變壓器型號為SFSZ9－150000/220，結線方式為YnoYno△。該變壓器于2003年12月投產以來，班組嚴格按照規(guī)程按時對該變壓器進行預防性試驗，多次試驗中，各項試驗數(shù)據(jù)均無明顯變化。而在2009年對該變壓器進行預防性試驗時卻發(fā)現(xiàn)，其變低各相繞組直流電阻數(shù)據(jù)及相互間的差別有了明顯變化，而且各相繞組直流電阻相互間的差別也超出規(guī)程標準，而變高和變中直流電阻試驗數(shù)據(jù)卻無明顯變化。我們查找歷年試驗數(shù)據(jù)和運行情況分析，尋找原因，采取措施以得到準確真實的試驗數(shù)據(jù)性試驗。

在2009年，我們按照預試周期對某220kV變電站#1主變壓器進行繞組直流電阻試驗，發(fā)現(xiàn)變低繞組直流電阻的三相不平衡率和變化率都超出了規(guī)程允許的范圍（見表1），并經多次復試仍然是一樣，在向運行人員詢問了#1主變壓器運行情況正常后，基于多方面因素的考慮，對該項工作申請延期，并回去商討合適方案，于第二天進行復試。

回到班組后，我們馬上查找該220kV變電站#1主變壓器歷年試驗的各項試驗數(shù)據(jù)，特別是變低繞組直流電阻的試驗數(shù)據(jù)（見表1）和#1主變壓器本體油中溶解氣體組分含量（見表2）。

表1 ＃1主變壓器變低繞組直流電阻試驗數(shù)據(jù)（mΩ）

試驗時間 Rab Rbc Rca 相差（%）

出廠試驗 2.893 2.882 2.907 0.86

交接試驗 2.911 2.897 2.910 0.03

2004-11-24 2.912 2.901 2.915 0.48

2006-12-11 2.917 2.909 2.920 0.37

2009-10-18 3.503 3.310 3.207 8.86

2009-10-19

（復試） 2.903 2.898 2.912 0.48

表2 ＃1主變壓器油中溶解氣體組分析數(shù)據(jù)

生產廠家 保定天威保變電氣股份

有限公司 型號 SFSZ9-150000/220

額定容量 150000kVA 出廠編號 2003 3S07

出廠日期 2003-03-31 投運日期 2003-11-28

試驗日期 06-05

-16 2006-11-16 2007-05-17 2007-

11-22 2008-

05-27 2008-11-13 2009-06-08

H2 14 10 6 7 7.1 7.87 7.72

CH4 2.24 1.55 5.30 5.26 5.68 6.27 5.99

C2H6 1.40 0 1.23 1.12 1.21 1.48 0.93

C2H4 0.20 0 0.42 0.61 0.55 0.74 0.56

C2H2 0 0 0 0 0 0 0

CO 223 170 436 528 547 556.73 497.07

CO2 360 1001 867 846 894 919.01 854.19

總烴 3.84 1.55 6.95 6.99 7.44 8.49 7.48

由表1可看出本次試驗數(shù)據(jù)比往年均有明顯增長且線間三相不平衡率達到8.86%，遠超出規(guī)程的要求，而且阻值均有不同程度的提高，Rab竟然達到20%，這種變化是巨大的，也是電力系統(tǒng)所不允許的。然而我們從#1主變壓器本體油中溶解氣體組分含量試驗數(shù)據(jù)分析中可以看到，各種氣體組分含量及總烴均遠小于各氣體組分注意值及總烴注意值，并結合以前的繞組直流電阻試驗數(shù)據(jù)，進行了原因分析及排查：

（1）三相繞組中存在匝間短路：根據(jù)上述表格數(shù)據(jù)，由于高壓側和中壓側直流電阻試驗結果平衡，且與往年相差不大，沒有突變性，而且根據(jù)運行人員反映，變壓器一直正常運作，沒有發(fā)生過事故跳閘，可以判斷沒有匝間短路存在。

（2）引線與相關部件接觸不良：根據(jù)色譜分析和對變低套管的檢查，無發(fā)現(xiàn)裂痕或放電現(xiàn)象，排除該原因。

（3）分接開關接觸不良：分接開關接觸不良對變低無明顯影響，且變高數(shù)據(jù)正常，排除該原因。

（4）繞組焊接不良或斷股：根據(jù)油色譜與變高、變中直流電阻數(shù)據(jù)可以排除該原因。

3 進一步確定原因及確定試驗措施

查找資料，并組織班組成員進行討論，初步判斷是由于試驗時，對變壓器繞組充電時間過短，試驗電流小從而測得數(shù)據(jù)不準確，而我們使用的測試儀器，最高電流只能達到20A，而該主變是220kV主變，屬于大型大容量變壓器?？紤]到變壓器繞組直流電阻測試回路的時間常數(shù)為：

T＝L/R

式中：L為繞組的電感；R為繞組的阻值。

而不同時間的試驗充電電流是不同的，充電電流增長的快慢完全決定于測量回路的T，電流達到基本穩(wěn)定能夠滿足測量要求通常要在接通試驗電路5T以后，而對大型、大容量電力變壓器的繞組，其電感大而電阻小，使到整個試驗回路的T很大，所以需要較長的試驗充電時間。

復試的時候，考慮到前一天直阻測試儀所用的充電電流最大是20A，試驗時間最多也是3分鐘左右，但試驗結果已經無明顯變化，因而我們決定增大試驗電流，使用試驗電流最高為50A的直阻測試儀，并延長試驗充電時間。

試驗過程中，使用50A的充電電流，并耐心等候。測量Rab充電時間到了10分鐘，直阻測試儀顯示的繞組直流電阻讀數(shù)長達1分鐘不再發(fā)生變化，記錄數(shù)據(jù)。然后依次測量Rbc、Rca，數(shù)據(jù)如表1中“2009-10-19”一行所示。單相數(shù)據(jù)比出廠值變化最大為0.55%，線間三相不平衡率為0.48%，符合規(guī)程要求。

4 結語

經過對測量該220kV變電站#1主變壓器變低繞組直流電阻的異常數(shù)據(jù)分析及采取的試驗對策，說明了在電氣試驗中必須綜合運用電氣試驗手段，結合現(xiàn)場情況，橫向及縱向綜合對比分析過往的試驗數(shù)據(jù)，采用變壓器油色譜分析與測量直流電阻相結合的方法，正確判斷電氣試驗結果的準確性。預防性試驗的試驗結果是很重要的，不由得我們馬虎判斷，因為這個關乎著設備安全、人身安全及電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，這就要求我們試驗人員要不斷加強試驗知識的培訓、現(xiàn)場的應急處理培訓，多與其他班組人員交流增加相關知識以擴大知識面，加大電氣試驗標準的執(zhí)行力度，配合巡維中心加強監(jiān)視，并對預防性試驗工作要做到嚴、細、實，善于對試驗數(shù)據(jù)進行分析，從中不斷積累經驗，以此來確保安全生產，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

參考文獻

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作者簡介：朱仲燊（1981-），男，廣東臺山人，廣東電網(wǎng)公司江門供電局試驗研究所助理電氣工程師，研究方向：電氣工程高壓試驗。

（責任編輯：文 森）