工業(yè)配電變壓器故障試驗(yàn)與處理方法

彭祥江

（貴陽市白云區(qū)自來水公司 550014）

工業(yè)配電變壓器故障試驗(yàn)與處理方法

彭祥江

（貴陽市白云區(qū)自來水公司 550014）

配電變壓器是工業(yè)自動(dòng)化生核心設(shè)備，利用變壓器調(diào)節(jié)與控制各類設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)效率提升，體現(xiàn)了變壓器的綜合調(diào)節(jié)功能。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)變壓器調(diào)控自動(dòng)化，需做好故障試驗(yàn)與處理工作，以免故障發(fā)生后對(duì)整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)造成危害性。本文對(duì)一起由直流電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)不合格引起的主變?nèi)毕菡归_分析案例，分析了電氣試驗(yàn)法在配電變壓器故障處理中的應(yīng)用，提出切實(shí)可行的故障處理方法。

配電變壓器；電氣試驗(yàn)；故障分析；方法

我國變壓器電氣試驗(yàn)的趨勢(shì)將會(huì)在現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)技術(shù)上出發(fā)，把停電自動(dòng)檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合起來，來彌補(bǔ)現(xiàn)有停電試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)間集中、工作量大，試驗(yàn)電壓低、診斷有效性不足，試驗(yàn)需要停電等問題。配電變壓器是調(diào)節(jié)電壓的核心裝置，其不僅方便了供電單位作業(yè)監(jiān)控與管理，也是保障區(qū)域電網(wǎng)安全運(yùn)行的有利條件。因此，對(duì)變壓器采取科學(xué)的試驗(yàn)方法，對(duì)故障處理及調(diào)試具有重要意義。

1 案例概述

近年來，一些新的檢測(cè)參數(shù)、新方法和新技術(shù)正在逐步推廣，例如，停電試驗(yàn)時(shí)自動(dòng)加交流高壓以及測(cè)量最大放電電荷量、介質(zhì)損耗、電流增加率、電流急增率、直流分量等的自動(dòng)絕緣診斷裝置，它能給出測(cè)量曲線、綜合特性等，完成自動(dòng)測(cè)量和分析；利用在線監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)運(yùn)行中的變壓器進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的綜合監(jiān)測(cè)，大大提高了試驗(yàn)的真實(shí)性和靈敏度，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷。本次對(duì)一臺(tái)型號(hào)為SZ11－50000/110的主變進(jìn)行周期性試驗(yàn)，分別做了絕緣電阻、直流電阻、短路阻抗、介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試等。

2 變壓器故障試驗(yàn)方法

根據(jù)最新頒布的《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程實(shí)施細(xì)則》，經(jīng)過計(jì)算后我們發(fā)現(xiàn)，此主變的絕緣電阻、短路阻抗、介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量值均符合規(guī)程要求。但是計(jì)算所得的主變3、4、5檔直流電阻三相不平衡率達(dá)到7%。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，1.6MVA以上變壓器，各相繞組電阻相互之間的差別不應(yīng)大于三相平均值的2%。由此看來，C相數(shù)據(jù)與A、B相數(shù)據(jù)明顯不一致，直流電阻超標(biāo)嚴(yán)重。直流電阻測(cè)量是變壓器預(yù)防性試驗(yàn)中的一個(gè)重要項(xiàng)目，其目的是為了檢查繞組回路是否有短路、斷路或接錯(cuò)線，檢查繞組導(dǎo)線焊接點(diǎn)、引線套管及分接開關(guān)有無接觸不良。另外，還可核對(duì)繞組所用導(dǎo)線的規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)要求。

所以，在日常的預(yù)防性試驗(yàn)中，對(duì)直流電阻的關(guān)注程度相當(dāng)高。在測(cè)量直流電阻時(shí)，為了使獲得的數(shù)據(jù)更加真實(shí)、有效，我們?cè)跍y(cè)量的同時(shí)還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：在線圈溫度穩(wěn)定的情況下進(jìn)行測(cè)量，要求變壓器油箱上、下部的溫度之差不超過3℃；由于變壓器線圈存有電感，測(cè)量時(shí)的充電電流不太穩(wěn)定，一定要在電流穩(wěn)定后再計(jì)數(shù)，必要時(shí)需采取縮短充電時(shí)間的措施；盡量減少試驗(yàn)回路中的導(dǎo)線接觸電阻，運(yùn)行中的變壓器分接頭常受油膜等污物的影響使其接觸不良，一般需切換數(shù)次后再測(cè)量，以免造成判別錯(cuò)誤。

3 配電變壓器故障處理方法

近年來市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展促使了社會(huì)用電需求量增加，國內(nèi)電力系統(tǒng)改擴(kuò)建工程數(shù)量也持續(xù)增多，確保供配電作業(yè)模式安全性是十分關(guān)鍵的。根據(jù)上述引起變壓器線圈電阻值超標(biāo)的原因，逐一進(jìn)行排查。

（1）測(cè)量接線、接線樁頭檢查。

首先對(duì)試驗(yàn)接線、接線樁頭連接處進(jìn)行反復(fù)檢查、打磨，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)接線正確，接線樁頭與套管連接緊密，表面沒有油膜等污物，測(cè)量所得結(jié)果如表1，具體如下：

表1 測(cè)試結(jié)果

將這次測(cè)量值與第一次測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)，兩次測(cè)量的數(shù)據(jù)A與A、B與B、C與C之間基本一致，那么由測(cè)量接線錯(cuò)誤、引線電阻及其接線電阻過大而引起的C相直流電阻偏大這個(gè)可能性基本可以排除，初步懷疑有載開關(guān)可能存在問題。

（2）對(duì)有載開關(guān)的檢查。

有載開關(guān)是電力變壓器在電力系統(tǒng)中調(diào)節(jié)電壓所不可缺少的操作設(shè)備，它的應(yīng)用顯著地提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，所以它的重要性在逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)。近年來也有計(jì)劃的對(duì)一些投運(yùn)年數(shù)較長(zhǎng)或有缺陷的變壓器有載開關(guān)進(jìn)行大修，目的就是為了保證系統(tǒng)更加穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。根據(jù)有載開關(guān)的機(jī)構(gòu)與設(shè)計(jì)原理，我們對(duì)有載開關(guān)反復(fù)進(jìn)行檔位切換（從1至9檔反復(fù)10次），令檔位磨合，消除表面油膜、接觸不良等現(xiàn)象，并對(duì)變壓器再次進(jìn)行全面的直流電阻測(cè)量，數(shù)據(jù)如表2，具體如下：

表2 電阻測(cè)量數(shù)據(jù)

對(duì)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：3、4、5檔三相測(cè)量值與前兩次測(cè)量值相比變化不大，1至9檔極差基本保持一致，AO、BO數(shù)據(jù)基本平衡，可以判斷有載開關(guān)狀態(tài)良好，中性點(diǎn)線圈及A、B兩相繞組正常。

（3）主變色譜油樣檢查。

經(jīng)過上面兩個(gè)項(xiàng)目的檢查，我們已經(jīng)逐步排除了測(cè)量接線、接線樁頭、有載開關(guān)可能存在的問題，從而更進(jìn)一步減少了引起這臺(tái)變壓器直流電阻不平衡的原因。接下來，為了確定變壓器繞組內(nèi)部是否存在故障，我們通過最簡(jiǎn)單的處理方法——油樣色譜分析來檢查，如表3。

表3 色譜油樣數(shù)據(jù)

由于變壓器油在高溫下會(huì)分解出甲烷、乙烷、乙烯，乙炔更是要在上千度溫度下才會(huì)生成，根據(jù)這次油樣結(jié)果顯示，氣體成分均沒有超過標(biāo)準(zhǔn)值，也就是說變壓器內(nèi)部沒有出現(xiàn)短路而引起的發(fā)熱現(xiàn)象，那么由線圈匝間、層間、相間短路所引起的變壓器內(nèi)部故障可以基本排除。

（4）從上述三個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)作出如下的判斷：故障很可能在C相套管內(nèi)部，可能是套管導(dǎo)電桿與接線樁頭板接觸不良所致。現(xiàn)場(chǎng)把C相套管接線樁頭開啟，為了確定導(dǎo)電桿性能是否良好，將試驗(yàn)夾子夾在導(dǎo)電桿上再一次對(duì)變壓器測(cè)量直流電阻，結(jié)果如表4。

表4 導(dǎo)電桿試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從這次測(cè)量結(jié)果看出三相數(shù)據(jù)平衡，導(dǎo)電桿性能良好，先前的直流電阻不平衡，應(yīng)該是導(dǎo)電桿與接線樁頭板接觸不良所致。最后發(fā)現(xiàn)C相套管摒帽螺絲似乎與A、B相的有些不同，通過比較發(fā)現(xiàn)，C相套管摒帽螺絲裝反了，導(dǎo)致在固定接線樁頭時(shí)不能與摒帽螺絲卡死，從而使接線樁頭不能與導(dǎo)電桿充分連接，因而加大了它們之間的接觸電阻，使得直流電阻值變大。

4 結(jié)論

變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，是用來將某一數(shù)值的交流電壓變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓的設(shè)備，會(huì)受到電場(chǎng)的作用、導(dǎo)體發(fā)熱的作用、機(jī)械力損傷、化學(xué)腐蝕作用以及大氣條件的影響等。電氣試驗(yàn)是能夠保證電力變壓器安全運(yùn)行的重要措施，對(duì)發(fā)現(xiàn)變壓器缺陷、診斷變壓器故障性質(zhì)具有決定性的作用，獲取準(zhǔn)確可靠的試驗(yàn)結(jié)果是正確診斷變壓器故障的基本前提。

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TM421

A

1004-7344（2016）12-0201-02

2016-4-5

彭祥江（1968-），仡佬族，中級(jí)工程師，本科，工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)，從事工程技術(shù)管理及供水生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)工作。