某500kV主變壓器直阻異常故障分析處理

曲曉峰

（南方電網調峰調頻發電公司檢修試驗中心，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

（南方電網調峰調頻發電公司檢修試驗中心，廣州510000）

摘要簡述了電力變壓器繞組直流電阻測量的基本原理，結合實例對某水電廠500kV主變預防性試驗過程出現的低壓繞組直流電阻測量結果異常的問題進行了分析、判斷，并通過分析的結論指導了該變壓器低壓繞組連接缺陷的檢查和處理工作。通過分析有效的解決該變壓器直流電阻結果異常的缺陷，同時驗證了對該故障的分析判斷的準確性。

關鍵詞：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量是預防性試驗項目中必不可少的項目，對變壓器大修、交接及故障判斷等問題，均需要進行該項測試。測量變壓器繞組直流電阻對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電壓分接頭開關的檔位接觸不良或者分接開關實際位置與指示位置不相符；③繞組、引出線斷折、熔斷；④多股導線并繞的繞組存有斷股的現象。

準確的測量變壓器繞組的直流電阻以及正確分析直阻測量結果對判斷變壓器健康狀況，明確檢修內容，減少檢修工作量，增加變壓器使用壽命，減小變壓器運行風險方面有較大的意義。本文主要介紹了某水電廠500kV主變預防性試驗過程中出現的低壓繞組ab相直流電阻測量結果不穩定的現象，并對該現象進行了分析，提出了解決方法，并依據解決方法，快速準確的找到缺陷點，保證了變壓器的安全穩定運行。

1　某變壓器直流電阻測量結果異常簡介

筆者在進行某抽水蓄能水電廠500kV主變壓器低壓側繞組直流電阻測試時發現，該變壓器低壓繞組ab相直流電阻不穩定。采用試驗電流10A進行多次反復試驗，試驗現象均出現以下特點：充電后直流電阻值緩慢下降至谷值，在谷值穩定1min左右，開始緩慢上升，達到峰值后穩定2min左右，繼而下降至谷值，隨后不斷重復該過程。變壓器主要參數見表1，變壓器直流電阻測量結果見表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，線間與三相平均值差別為0.85%，小于1%的規程要求；然而該阻值穩定約1min后，開始緩慢上升至峰值1.635mΩ，此時線間與三相平均值為6.7%遠大于1%的規程要求。

表1　變壓器主要參數

表2　變壓器直流電阻測試結果

2　直阻異常故障分析及處理

一般情況下在測量變壓器直流電阻時，測試者記錄穩定時的數值作為變壓器直阻值。在此次故障模式下，直阻值處在谷值時間長達1min，如果測試人員將此時的數據作為變壓器直流電阻值時，將會錯誤的得出變壓器低壓繞組直流電阻正常的結論，不會進一步進行檢查，而遺漏了變壓器低壓側繞組連接可能存在的故障，給變壓器的安全運行帶來隱患。

通過觀察試驗現象，可以看出該阻值在峰谷之間來回振蕩，并分別在峰、谷值時停留一段時間，筆者認為，這可能是由于低壓繞組某處連接出現松動，長時間運行導致接觸面氧化造成的。為了準確、快速的排查故障點，檢修人員隨即進行了檢查工作。主變低壓側繞組連接示意圖如圖1所示。

圖1　主變低壓側繞組連接示意圖

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（見圖2、3、4），將a相套管斷開，b、c相套管未斷開，低壓側三角形連接斷開，測試每相及接觸部分電阻，測試結果見表3。由表3可知故障相應為b相低壓繞組。

圖2　斷開a、y連接、a相套管連接示意圖

圖3　斷開a、y連接

圖4　斷開a、y連接后直阻測量

表3　檢查測試結果

2.2排查b相故障點

1）測量b相線圈電阻（不含引線），電阻為2.180mΩ。

2）測量b相線圈及下部引線電阻，電阻為2.187mΩ。

3）測量b相線圈及上下部引線電阻，電阻為2.433mΩ。

由上可以看出，故障點應該在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，然后測量b相線圈及上下部引線電阻，電阻為2.192mΩ。

確定故障點為b相上部引線螺桿松動導致。

檢查b相上部引線螺桿，發現上端五顆螺桿有不同程度松動，用120NM力矩可以緊固約1/4到1/2圈，對其五顆螺桿松開進行檢查，具體情況如圖5至圖8所示，并對其接觸面進行清潔處理，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，最后進行一次低壓繞組帶套管部分的三相直流電阻測試，驗證處理效果，數據見表4。可以看出造成變壓器低壓側直流電阻異常的原因與筆者猜測的結論相吻合，即變壓器繞組連接部分輕微松動，長期運行導致松動表面形成一層氧化膜導致直阻測量異常。

圖5　引線上端連接　

圖7　引線上端發熱痕跡

圖8　連接螺桿及墊片發熱痕跡

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

由表4數據可以看出，經過處理后主變低壓繞組直流電阻不平衡率滿足規程要求，達到處理目的，排除了隱患。

表4　處理后檢查測試結果

3　結論

筆者在進行某蓄能水電廠500kV主變預試時發現，變壓器低壓繞組直流電阻存在異常現象。進過故障分析和處理后，成功消除了隱患。值得注意的是，本次故障模式中，ab相直阻處在谷值時間長達1min，且該值滿足預試規程要求，如果測試人員將此時的數據作為變壓器直流電阻值時，將會錯誤的得出變壓器低壓繞組直流電阻正常的結論，造成漏檢，給變壓器的安全運行帶來隱患。大型變壓器直流電阻測試中常出現的“兩快一慢”的現象，尤其大容量變壓器低壓側繞組“一慢”的現象更加明顯，比如本次測試的低壓側ab相直阻，測試時間長達20min（助磁法），所以筆者認為，對于這一類的變壓器，在測試直流電阻時應適當延長穩定讀數時間（如穩定時間大于2min），從而規避直阻測試結果錯誤的情況。針對此次故障，通過逐項排查，最終確定由b相低壓繞組上部引線處連接輕微松動，接觸面氧化導致，經處理，成功解決了該項故障，保證了變壓器健康穩定運行。

參考文獻

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