勵(lì)磁變繞組直流電阻數(shù)據(jù)異常的分析判斷

郭壘

摘 要：介紹福建水口發(fā)電集團(tuán)的4號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)繞組在直流電阻的測試數(shù)據(jù)中存在異常，繼而分析數(shù)據(jù)，查找故障，最終確定勵(lì)磁變壓器存在繞組變形的故障，保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：勵(lì)磁變壓器 繞組直路電阻 繞組變形

中圖分類號(hào)：TM406 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）006-041-02

1 事件概述

福建水口發(fā)電集團(tuán)在2011年4號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變的大修電氣試驗(yàn)項(xiàng)目中，發(fā)現(xiàn)C相勵(lì)磁變高壓側(cè)3-8檔位繞組直流電阻數(shù)據(jù)存在異常，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，故障查找，最終確定4號(hào)機(jī)組三相勵(lì)磁變繞組均存在繞組變形故障，提前發(fā)現(xiàn)了未知的隱患，有力的保障了機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.1 勵(lì)磁變壓器的相關(guān)說明

勵(lì)磁變壓器是一種專門為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)提供三相交流勵(lì)磁電源的裝置，勵(lì)磁系統(tǒng)通過可控硅將三相電源轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直流電源，形成發(fā)電機(jī)勵(lì)磁磁場，通過勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)可控硅觸發(fā)角，達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)端電壓和無功的目的。發(fā)電機(jī)用勵(lì)磁變壓器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，是自并勵(lì)機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的前提，是發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定發(fā)電、滿負(fù)荷發(fā)電的先決條件，是勵(lì)磁系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。

福建水口發(fā)電集團(tuán)采用的機(jī)組勵(lì)磁變是德國西門子公司生產(chǎn)的EGEJ5944M型13.8kV干式變壓器。全廠7臺(tái)200MW的機(jī)組，共有21臺(tái)勵(lì)磁變壓器。其中4號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變壓器參數(shù)型號(hào)如表1。

表1 4號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變壓器型號(hào)參數(shù)

1.2 勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)繞組的直流電阻測試數(shù)據(jù)

變壓器繞組直流電阻測量是變壓器制造中半成品、成品出廠試驗(yàn)、安裝、交接試驗(yàn)及電力部門預(yù)防性試驗(yàn)的必測項(xiàng)目，能有效發(fā)現(xiàn)變壓器線圈的選材、焊接、連接部位松動(dòng)、缺股、斷線等制造缺陷和運(yùn)行后存在的隱患。

表2為2011年4號(hào)勵(lì)磁變壓器高壓繞組各檔位直流電阻測試數(shù)據(jù)。

表2 4號(hào)勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)繞組2011年各檔位直流電阻測試數(shù)據(jù)

粗略判斷：根據(jù)《福建省電力企業(yè)電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的變壓器直流電阻數(shù)據(jù)判斷依據(jù)（1）：1.6MVA及以下變壓器，相間差別一般不大于三相平均的值的4%，線間差別一般不大于三相平均值的2%，可以判斷該勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)直流電阻測試數(shù)據(jù)合格。

2 具體數(shù)據(jù)分析

2.1 勵(lì)磁變壓器C相高壓側(cè)繞組測試數(shù)據(jù)分析

根據(jù)勵(lì)磁變壓器的銘牌數(shù)據(jù)，高壓側(cè)3-7檔比3-8檔的電壓比更高，那么理論上，3-7檔與3-8檔的直流電阻測試數(shù)據(jù)，就應(yīng)該是3-7檔更大。仔細(xì)看表2的測試數(shù)據(jù)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，勵(lì)磁變壓器C相高壓側(cè)繞組在3-8檔測試的直流電阻數(shù)據(jù)就明顯違反了這個(gè)規(guī)律，該數(shù)據(jù)異常。

2.2 勵(lì)磁變壓器B相高壓側(cè)繞組測試數(shù)據(jù)分析

發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁變C相繞組3-8檔高壓側(cè)直流電阻測試數(shù)據(jù)存在異常，根據(jù)《福建省電力企業(yè)電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的變壓器直流電阻數(shù)據(jù)判斷依據(jù)（2）：與以前相同部位測得值比較，其相對(duì)變化不應(yīng)大于2%，與2006年時(shí)該勵(lì)磁變的直流電阻測試數(shù)據(jù)進(jìn)行一次比較，看看結(jié)果見表3。

表3 兩次直流電阻測試數(shù)據(jù)比較

由此可見：除了C相勵(lì)磁變3-8檔直流電阻數(shù)據(jù)異常外，B相勵(lì)磁變多個(gè)檔位的直流電阻測試數(shù)據(jù)也存在異常。

3 故障排查

3.1 排除外部環(huán)境的干擾

重新打磨勵(lì)磁變高壓側(cè)各檔位的分接開關(guān)短接片，重新上緊各測試接頭的螺母，重新更換測試儀器，使用更大的電流進(jìn)行測試，測試數(shù)據(jù)如表4，數(shù)據(jù)未見明顯改善。

表4 排除外部環(huán)境干擾后的測試數(shù)據(jù)

3.2 測試勵(lì)磁變各檔位的變壓比數(shù)據(jù)。

懷疑勵(lì)磁變的分接檔位有所錯(cuò)亂，重新測試勵(lì)磁變各檔位的電壓比數(shù)據(jù)，與銘牌數(shù)據(jù)進(jìn)行比較（見表5），數(shù)據(jù)一切正常。

表5 勵(lì)磁變各檔位電壓比數(shù)據(jù)測試

3.3 查找檢修記錄

上述兩種檢測方法測試判斷后，由于勵(lì)磁變壓器是全澆注式，無法進(jìn)行拆解，查找故障一時(shí)陷入了僵局。重新查閱了檢修記錄，突然發(fā)現(xiàn)2008年6月，4號(hào)機(jī)組C相勵(lì)磁變?cè)?jīng)由于雨季汛期，持續(xù)長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致一次側(cè)接頭溫度過高，進(jìn)行過停電處理。

4 故障確定

繞組變形指電力變壓器繞組在運(yùn)輸中遭受機(jī)械力，或在運(yùn)行中遭受電動(dòng)力而發(fā)生的輻向或軸向的尺寸變化，如扭曲、鼓包或移位等。繞組變形會(huì)直接影響變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)，或造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)松動(dòng)間接影響到絕緣，危害變壓器的安全運(yùn)行。

我們采用浦江宏順電氣有限公司生產(chǎn)的CS-8型變壓器短路阻抗測試儀對(duì)勵(lì)磁變高壓側(cè)各檔位繞組進(jìn)行了短路阻抗測試，這里由于篇幅所限，僅提供3-7檔、3-8檔測試數(shù)據(jù)（見表6）

輔助計(jì)算公式：（1）實(shí)際測量阻抗Z測試=U/I

U-實(shí)測電壓，I-實(shí)測電流，Z測試-實(shí)測阻抗

（2）變壓器銘牌計(jì)算阻抗Z計(jì)算=UN * Uk/100/IN/√3=UN2/S * Uk

UN-額定電壓，Uk-阻抗電壓，IN-額定電流，S-三相額定功率。

表6 勵(lì)磁變3-7、3-8檔短路阻抗測試表

結(jié)論：根據(jù)CS-8型變壓器短路阻抗測試儀使用說明，實(shí)測阻抗與出廠值相比，繞組正?！?%；注意值為2-3%；繞組變形>3%的依據(jù)，最終判斷4號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變A、B、C三相3-7、3-8檔位的高壓繞組均存在不同程度的繞組變形故障。

5 處理結(jié)果

水口集團(tuán)公司生技處根據(jù)勵(lì)磁變壓器的相關(guān)試驗(yàn)報(bào)告，聯(lián)系變壓器生產(chǎn)廠家，采購勵(lì)磁變壓器備品相關(guān)事宜。對(duì)于現(xiàn)有的4號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變壓器，由于是非運(yùn)行檔繞組數(shù)據(jù)異常，所以繼續(xù)投入運(yùn)行，并縮短試驗(yàn)周期，加強(qiáng)日常監(jiān)控。同時(shí)對(duì)于其他機(jī)組的勵(lì)磁變壓器，也吸取經(jīng)驗(yàn)，在機(jī)組停役檢修時(shí)增加測試各檔位的直流電阻，以防患于未然，提前發(fā)現(xiàn)未知故障隱患，保障機(jī)組運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 福建省電力企業(yè)有限公司標(biāo)準(zhǔn).電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程（試行） Q/FJG 10029.2-2004[S].2005.