新型電力變壓器繞組變形試驗數(shù)據(jù)的分析

周　俊

廣東省輸變電工程公司

新型電力變壓器繞組變形試驗數(shù)據(jù)的分析

周俊

廣東省輸變電工程公司

電力系統(tǒng)在中國經(jīng)濟社會發(fā)展中發(fā)揮的作用日益突出，然而在電力系統(tǒng)的運行及發(fā)展過程中，離不開變壓器的穩(wěn)定運行，只有在變壓器穩(wěn)定運行的前提下，電網(wǎng)才能健康安全運行。本文在新型變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)的分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合同類型主變的數(shù)據(jù)來綜合判斷變壓器的健康狀況，以提高對變壓器性能的準確診斷能力。

繞組變形；頻率響應(yīng)；頻譜曲線；低壓電抗器

前言

隨著經(jīng)濟發(fā)展，電網(wǎng)負荷的增加，新建變電站變壓器的容量也越來越大，變壓器在遭受短路電流沖擊或在運輸過程中遭受沖撞時，均有可能發(fā)生繞組變形現(xiàn)象通常表現(xiàn)為繞組局部扭曲、鼓包或移位等特征。用頻率響應(yīng)分析法檢測變壓器繞組變形，是通過檢測變壓器各個繞組的幅頻響應(yīng)特性，并對檢測結(jié)果進行縱向或橫向比較，根據(jù)幅頻響應(yīng)特性的差異，判斷變壓器可能發(fā)生的繞組變形。［1］電力變壓器是否存在繞組變形是判斷變壓器性能的基本指標之一。雖然目前用頻率響應(yīng)法檢測變壓器繞組變形技術(shù)已成熟，應(yīng)用比較廣泛，但繞組變形的頻譜曲線跟繞組的結(jié)構(gòu)、大小、位置和引線不同密切相關(guān)，而實際的變壓器種類繁多，結(jié)構(gòu)多樣，導致頻響法容易對變壓器繞組變形進行誤判，本文在綜合變壓器內(nèi)部構(gòu)造的基礎(chǔ)上分析，推動該判斷方法的成熟與完善，從而以提高對變壓器性能的準確診斷能力。

1　現(xiàn)場數(shù)據(jù)

在某220kV變電站現(xiàn)場對型號為SFSZ11-240000/220的變壓器低壓側(cè)繞組用頻率響應(yīng)法進行了繞組變形試驗，數(shù)據(jù)如圖1，通過相關(guān)系數(shù)法，描述出兩條波形曲線之間的相似程度，可作為分析變壓器的繞組變形情況的輔助方法，根據(jù)國家電力行業(yè)標準DLT911-2004的標準（RMF＜0.6），現(xiàn)場人員初步判斷該變壓器低壓側(cè)繞組在中頻段存在明顯變形現(xiàn)象。

圖1　低壓側(cè)繞組變形試驗數(shù)據(jù)

2　分析判斷

對于繞組變形試驗，變壓器的每個繞組均可以視為一個由線性電阻、電感（互感）、電容等分布參數(shù)構(gòu)成的無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)［2］。變壓器內(nèi)部繞組的結(jié)構(gòu)對于繞組變形的結(jié)果影響很大。此外，由于該試驗屬于高靈敏度試驗，外部試驗接線因素（如接地點選取、接地可靠程度、測量線的電容電感參數(shù)等）、測試儀器因素（品牌型號、精度等）等都會對測量結(jié)果有顯著影響。［3］

考慮到試驗前已對被試設(shè)備充分放電，被試設(shè)備的分接開關(guān)的位置，鐵芯接地可靠程度，激勵與響應(yīng)線的接地位置等其他影響試驗結(jié)果的因素均已一一排除，分析繞組變形的原因應(yīng)從變壓器內(nèi)部構(gòu)造找首，目前很多變壓器廠家都采用在低壓側(cè)繞組串聯(lián)電抗器的形式，電抗器能在電路中起到阻抗和防止諧波的作用，在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，會產(chǎn)生數(shù)值很大的短路電流。如果采取方法限制，要保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性是非常困難的。因此，為了滿足某些電力變壓器容量的要求，常在低壓側(cè)繞組處串聯(lián)電抗器，增大短路阻抗，限制短路電流。由于采用了電抗器，在發(fā)生短路時，電抗器上的電壓降較大，所以也起到了維持低壓側(cè)母線電壓水平的作用，使母線上的電壓波動較小，保證了其他非故障線路的的穩(wěn)定性。對于該型號變壓器低壓繞組而言，其內(nèi)部低壓繞組串聯(lián)了電抗器。而在變壓器內(nèi)部組裝時，低壓側(cè)三相繞組不成水平分部，根據(jù)以往大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計，這種情況下三相繞組間的相關(guān)系數(shù)通常都比較低。低壓電抗器對繞組變形波形的影響使得橫向比較法已經(jīng)無法，但這種方法無法排除正常變壓器三相繞組幅頻相應(yīng)特性本身存在差異的可能性。相對于橫向比較法來說，縱向比較法的實際意義更大些。

縱向比較各相頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)顯示，該主變的相關(guān)系數(shù)為RLF≥2.32，RMF≥1.50，RHF≥1.41；依據(jù)DL/T911-2004表A.1，該變壓器的低壓繞組均未發(fā)生繞組變形。

3　結(jié)束語

頻率響應(yīng)分析法技術(shù)已很成熟，是測量繞組變形的一項比較有效的方法，對影響繞組的電容和電感的變形都比較靈敏。實踐證明，對于帶了阻抗的低壓側(cè)繞組，橫向比較法已經(jīng)沒有實際意義，采用縱向比較法具有較高的檢測靈敏度，便于實施和判斷，在進行縱向比較時，考慮到測試儀器、測試接線及測試工況的差異所造成的影響，前后兩次的頻響曲線基本相似，相關(guān)系數(shù)比較接近，波峰波谷的位置相對一致，或者三相繞組之間的差異規(guī)律基本沒有明顯變化，通常即可認為繞組無明顯變形。因此對于該新型變壓器，基于頻率響應(yīng)法的縱向比較在實際的運用中，更有效、準確地對變壓器的繞組變形進行分析和判斷，從而提高對變壓器性能的準確診斷能力。

［1］國家電力行業(yè)標準DL/T911-2004《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》

［2］趙家嶠，王道明.頻率響應(yīng)法對變壓器繞組變形的測試與分析［J］.電力與能源，2011（27）.

［3］黃華，周建國.阻抗法和頻響法診斷電力變壓器繞組變形［J］.高電壓技術(shù)，1999（25）.