某500kV主變壓器直阻異常故障分析處理

曲曉峰

（南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司檢修試驗(yàn)中心，廣州　510000）

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某500kV主變壓器直阻異常故障分析處理

曲曉峰

（南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司檢修試驗(yàn)中心，廣州510000）

摘要簡(jiǎn)述了電力變壓器繞組直流電阻測(cè)量的基本原理，結(jié)合實(shí)例對(duì)某水電廠500kV主變預(yù)防性試驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)的低壓繞組直流電阻測(cè)量結(jié)果異常的問(wèn)題進(jìn)行了分析、判斷，并通過(guò)分析的結(jié)論指導(dǎo)了該變壓器低壓繞組連接缺陷的檢查和處理工作。通過(guò)分析有效的解決該變壓器直流電阻結(jié)果異常的缺陷，同時(shí)驗(yàn)證了對(duì)該故障的分析判斷的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：變壓器；低壓繞組直流電阻；直流電阻異常

變壓器繞組直流電阻測(cè)量是預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目中必不可少的項(xiàng)目，對(duì)變壓器大修、交接及故障判斷等問(wèn)題，均需要進(jìn)行該項(xiàng)測(cè)試。測(cè)量變壓器繞組直流電阻對(duì)判斷以下故障有較大意義：①繞組接頭的焊接不良、繞組間存在匝間短路；②電壓分接頭開(kāi)關(guān)的檔位接觸不良或者分接開(kāi)關(guān)實(shí)際位置與指示位置不相符；③繞組、引出線斷折、熔斷；④多股導(dǎo)線并繞的繞組存有斷股的現(xiàn)象。

準(zhǔn)確的測(cè)量變壓器繞組的直流電阻以及正確分析直阻測(cè)量結(jié)果對(duì)判斷變壓器健康狀況，明確檢修內(nèi)容，減少檢修工作量，增加變壓器使用壽命，減小變壓器運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)方面有較大的意義。本文主要介紹了某水電廠500kV主變預(yù)防性試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的低壓繞組ab相直流電阻測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定的現(xiàn)象，并對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行了分析，提出了解決方法，并依據(jù)解決方法，快速準(zhǔn)確的找到缺陷點(diǎn)，保證了變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1　某變壓器直流電阻測(cè)量結(jié)果異常簡(jiǎn)介

筆者在進(jìn)行某抽水蓄能水電廠500kV主變壓器低壓側(cè)繞組直流電阻測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，該變壓器低壓繞組ab相直流電阻不穩(wěn)定。采用試驗(yàn)電流10A進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)，試驗(yàn)現(xiàn)象均出現(xiàn)以下特點(diǎn)：充電后直流電阻值緩慢下降至谷值，在谷值穩(wěn)定1min左右，開(kāi)始緩慢上升，達(dá)到峰值后穩(wěn)定2min左右，繼而下降至谷值，隨后不斷重復(fù)該過(guò)程。變壓器主要參數(shù)見(jiàn)表1，變壓器直流電阻測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可以看出在低壓繞組ab相直流電阻的谷值即1.543mΩ時(shí)，線間與三相平均值差別為0.85%，小于1%的規(guī)程要求；然而該阻值穩(wěn)定約1min后，開(kāi)始緩慢上升至峰值1.635mΩ，此時(shí)線間與三相平均值為6.7%遠(yuǎn)大于1%的規(guī)程要求。

表1　變壓器主要參數(shù)

表2　變壓器直流電阻測(cè)試結(jié)果

2　直阻異常故障分析及處理

一般情況下在測(cè)量變壓器直流電阻時(shí)，測(cè)試者記錄穩(wěn)定時(shí)的數(shù)值作為變壓器直阻值。在此次故障模式下，直阻值處在谷值時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1min，如果測(cè)試人員將此時(shí)的數(shù)據(jù)作為變壓器直流電阻值時(shí)，將會(huì)錯(cuò)誤的得出變壓器低壓繞組直流電阻正常的結(jié)論，不會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行檢查，而遺漏了變壓器低壓側(cè)繞組連接可能存在的故障，給變壓器的安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。

通過(guò)觀察試驗(yàn)現(xiàn)象，可以看出該阻值在峰谷之間來(lái)回振蕩，并分別在峰、谷值時(shí)停留一段時(shí)間，筆者認(rèn)為，這可能是由于低壓繞組某處連接出現(xiàn)松動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致接觸面氧化造成的。為了準(zhǔn)確、快速的排查故障點(diǎn)，檢修人員隨即進(jìn)行了檢查工作。主變低壓側(cè)繞組連接示意圖如圖1所示。

圖1　主變低壓側(cè)繞組連接示意圖

2.1排查故障相

由于低壓繞組ab相直流電阻較歷史值及其他兩相直阻值偏大，故安排如下檢查流程。斷開(kāi)a相繞組與b相繞組下端y之間的連接螺絲，bc、ca之間未斷開(kāi)（見(jiàn)圖2、3、4），將a相套管斷開(kāi)，b、c相套管未斷開(kāi)，低壓側(cè)三角形連接斷開(kāi)，測(cè)試每相及接觸部分電阻，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知故障相應(yīng)為b相低壓繞組。

圖2　斷開(kāi)a、y連接、a相套管連接示意圖

圖3　斷開(kāi)a、y連接

圖4　斷開(kāi)a、y連接后直阻測(cè)量

表3　檢查測(cè)試結(jié)果

2.2排查b相故障點(diǎn)

1）測(cè)量b相線圈電阻（不含引線），電阻為2.180mΩ。

2）測(cè)量b相線圈及下部引線電阻，電阻為2.187mΩ。

3）測(cè)量b相線圈及上下部引線電阻，電阻為2.433mΩ。

由上可以看出，故障點(diǎn)應(yīng)該在b相線圈上部引線處。

4）使用力矩扳手緊固b相上部引線螺桿，然后測(cè)量b相線圈及上下部引線電阻，電阻為2.192mΩ。

確定故障點(diǎn)為b相上部引線螺桿松動(dòng)導(dǎo)致。

檢查b相上部引線螺桿，發(fā)現(xiàn)上端五顆螺桿有不同程度松動(dòng)，用120NM力矩可以緊固約1/4到1/2圈，對(duì)其五顆螺桿松開(kāi)進(jìn)行檢查，具體情況如圖5至圖8所示，并對(duì)其接觸面進(jìn)行清潔處理，具體如圖9、圖10所示。清潔完成后更換連接螺桿、墊片，并按要求回裝，最后進(jìn)行一次低壓繞組帶套管部分的三相直流電阻測(cè)試，驗(yàn)證處理效果，數(shù)據(jù)見(jiàn)表4?？梢钥闯鲈斐勺儔浩鞯蛪簜?cè)直流電阻異常的原因與筆者猜測(cè)的結(jié)論相吻合，即變壓器繞組連接部分輕微松動(dòng)，長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致松動(dòng)表面形成一層氧化膜導(dǎo)致直阻測(cè)量異常。

圖5　引線上端連接　

圖7　引線上端發(fā)熱痕跡

圖8　連接螺桿及墊片發(fā)熱痕跡

圖9　引線上端連接處理后1

圖10　引線上端連接處理后2

圖11　引線處理后回裝打力矩

圖12　引線處理后狀態(tài)

由表4數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過(guò)處理后主變低壓繞組直流電阻不平衡率滿足規(guī)程要求，達(dá)到處理目的，排除了隱患。

表4　處理后檢查測(cè)試結(jié)果

3　結(jié)論

筆者在進(jìn)行某蓄能水電廠500kV主變預(yù)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，變壓器低壓繞組直流電阻存在異?，F(xiàn)象。進(jìn)過(guò)故障分析和處理后，成功消除了隱患。值得注意的是，本次故障模式中，ab相直阻處在谷值時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1min，且該值滿足預(yù)試規(guī)程要求，如果測(cè)試人員將此時(shí)的數(shù)據(jù)作為變壓器直流電阻值時(shí)，將會(huì)錯(cuò)誤的得出變壓器低壓繞組直流電阻正常的結(jié)論，造成漏檢，給變壓器的安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。大型變壓器直流電阻測(cè)試中常出現(xiàn)的“兩快一慢”的現(xiàn)象，尤其大容量變壓器低壓側(cè)繞組“一慢”的現(xiàn)象更加明顯，比如本次測(cè)試的低壓側(cè)ab相直阻，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20min（助磁法），所以筆者認(rèn)為，對(duì)于這一類的變壓器，在測(cè)試直流電阻時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)穩(wěn)定讀數(shù)時(shí)間（如穩(wěn)定時(shí)間大于2min），從而規(guī)避直阻測(cè)試結(jié)果錯(cuò)誤的情況。針對(duì)此次故障，通過(guò)逐項(xiàng)排查，最終確定由b相低壓繞組上部引線處連接輕微松動(dòng)，接觸面氧化導(dǎo)致，經(jīng)處理，成功解決了該項(xiàng)故障，保證了變壓器健康穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 林春耀. 大型變壓器直流電阻的快速測(cè)量法及注意事項(xiàng)[J]. 廣東電力, 1997(2): 38-39, 23.

[2] 西南電業(yè)管理局試驗(yàn)研究所. 高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法[M]. 北京: 水利電力出版社, 1984.

[3] 梁志瑞, 甄旭鋒, 牛勝鎖. 大型電力變壓器低壓側(cè)繞組直流電阻測(cè)試新方法[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備, 2007, 27(6): 27-31.