110kV變壓器更換后相位異常的分析與處理

吳沁園

（湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 株洲 412004）

0 引言

某公司有2臺110kV三圈變壓器，其規(guī)格型號為SFS7—50000／110，運(yùn)行中可以并列和解列運(yùn)行。由于其中1臺變壓器（1＃主變）的運(yùn)行時間長而導(dǎo)致絕緣老化嚴(yán)重等原因，該公司對其進(jìn)行了更換。更換后的變壓器主要技術(shù)參數(shù)與之前的變壓器一致。但在變壓器更換后投運(yùn)前的核相試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，2臺變壓器的10kV側(cè)相位異常。

1 新上變壓器的技術(shù)參數(shù)（見表1）

表1 新上變壓器的技術(shù)參數(shù)

2 施工過程以及相位異常情況

2.1 改造方案

該公司在負(fù)荷大幅度降低后，全部負(fù)荷由2＃主變供帶的情況下由施工安裝單位進(jìn)行1＃主變的更換。改造的主要內(nèi)容和施工順序如下：

1）原1＃主變停電，拆除母線、附件、二次線。

2）舊變壓器移出、新變壓器就位。

3）裝變壓器附件，110kV套管換油、試驗(yàn)，部分注油。

4）配母線、接二次線，裝110kV套管，接地體連接，注油完畢。

5）新主變冷控箱安裝.冷控系統(tǒng)調(diào)試。

6）變壓器本體試驗(yàn)，二次系統(tǒng)調(diào)試和整組試驗(yàn)，母線及母線支架刷漆，變壓器本體補(bǔ)漆。

7）受電試運(yùn)行以及核相試驗(yàn)。

2.2 施工情況

原變壓器的生產(chǎn)廠家為國內(nèi)知名廠家，新上變壓器的制造廠家也為國內(nèi)知名廠家。施工單位嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，且在施工的時間進(jìn)度上與計劃進(jìn)度一致，一切在按計劃進(jìn)度進(jìn)行。所有試驗(yàn)報告和現(xiàn)場驗(yàn)收合格，1＃主變的更換工作已到主變受電試運(yùn)行階段。

2.3 10kV側(cè)相位異常情況

新1＃主變由2＃主變同一進(jìn)線電源受電后，變壓器運(yùn)行正常，但在最后的與2＃主變的核相試驗(yàn)中，試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，10kV側(cè)的相位異常。更換試驗(yàn)設(shè)備和更改試驗(yàn)方法重新試驗(yàn)后，試驗(yàn)結(jié)果均一樣。具體數(shù)據(jù)如下：

表2 主變10kV側(cè)相序核對結(jié)果（二次側(cè)）單位：V

3 相位異常的原因分析和查找

經(jīng)過分析，做出2臺主變10kV側(cè)的相位向量圖如圖1。

圖1 2臺主變10kV側(cè)的相位圖

從相量圖可以看出，1＃變壓器的a、b、c三相相對于正常運(yùn)行的2＃主變而言，偏移并旋轉(zhuǎn)了一個小角度，且其中性點(diǎn)發(fā)生漂移。現(xiàn)象非常奇特。

是何種原因造成這種現(xiàn)象？首先從主變系統(tǒng)的運(yùn)行方式來分析。圖2為主變系統(tǒng)的主接線圖。

由于兩臺主變的電源是同一電源，從圖2的接線圖中分析，可能存在問題的設(shè)備有主變、限流電抗器等。而由于更換1＃主變前，系統(tǒng)是正常運(yùn)行的，考慮重點(diǎn)是新上的1＃主變。

查試驗(yàn)數(shù)據(jù)，新上的1＃主變在更換時所做的變壓器的交接試驗(yàn)均符合設(shè)備參數(shù)以及交接試驗(yàn)規(guī)范。慎重起見，對該變壓器的接線組別、變比、直流電阻等重新予以試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與之前一樣。

由于1＃主變在核相試驗(yàn)時為空載運(yùn)行，結(jié)合2臺主變的相位圖（圖2），1＃主變相位發(fā)生偏移旋轉(zhuǎn)、中性點(diǎn)漂移且三相對地電壓極不平衡，考慮可能是由于變壓器系統(tǒng)的三相阻抗值（特別是電容值）存在不平衡。造成不平衡的設(shè)備可能是主變、電抗器以及10kV出線側(cè)的氧化性避雷器。

由于現(xiàn)場無法測定主變系統(tǒng)的三相阻抗值，決定根據(jù)系統(tǒng)的電容估計量，外加三相等值大容量電容進(jìn)行試驗(yàn)，以平衡三相電容值。一經(jīng)試驗(yàn)，1＃主變的10kV出線側(cè)c相的避雷器出現(xiàn)問題，耐受不了經(jīng)外加電容器提升到正常值的電壓。

圖2 主變系統(tǒng)接線圖

4 處理和結(jié)論

把1＃主變10kV出線側(cè)的三個氧化性避雷器予以更換后，重新送電進(jìn)行核相試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果正常。1＃主變順利投入帶負(fù)荷運(yùn)行。

在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，變壓器空載時，由于10kV避雷器這樣的小設(shè)備的阻抗值不平衡也會造成三相電壓的不平衡和中性點(diǎn)偏移。

［1］ 陳衍.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析［M］.北京.中國電力出版社，2007

［2］ 機(jī)械工程手冊電氣工程手冊編輯委員會.電機(jī)工程手冊：輸變電、配電設(shè)備卷—2版［M］.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，1997

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