110 kV變壓器直流電阻試驗數(shù)據(jù)異常缺陷分析

王海濱，謝 達

(1.國網(wǎng)河北省電力公司滄州供電分公司，河北 滄州 061000；2.國網(wǎng)河北省電力公司，石家莊 050021)

110 kV變壓器直流電阻試驗數(shù)據(jù)異常缺陷分析

王海濱1，謝 達2

(1.國網(wǎng)河北省電力公司滄州供電分公司，河北 滄州 061000；2.國網(wǎng)河北省電力公司，石家莊 050021)

針對1臺110 kV變壓器有載分接開關(guān)缺陷導(dǎo)致的直阻超標的問題，通過電氣試驗和內(nèi)部檢查分析，認為有載分接開關(guān)的極性轉(zhuǎn)換開關(guān)與極性觸頭接觸不良是導(dǎo)致變壓器有載調(diào)壓開關(guān)的緊固螺栓螺母緊固不牢的原因，并提出了相應(yīng)的防范措施及建議。

變壓器；有載分接開關(guān)；極性開關(guān)；直流電阻；接觸不良

1 缺陷情況介紹

在對某110 kV變電站1號主變壓器進行高壓側(cè)繞組(110 kV側(cè))直流電阻測試時發(fā)現(xiàn)，有載分接開關(guān)的極性開關(guān)轉(zhuǎn)換后，從位置10檔開始，V相直阻較另外兩相直阻偏大較多，現(xiàn)場在分接開關(guān)異常位置反復(fù)調(diào)節(jié)后，數(shù)據(jù)無明顯變化，三相繞組相互間的差別最大為4.63%，大于2%的標準，中低壓側(cè)直流電阻及變壓器絕緣試驗數(shù)據(jù)均符合標準要求。放油后，檢修人員從人孔鉆入對有載調(diào)壓選擇開關(guān)進行檢查，發(fā)現(xiàn)V相極性開關(guān)“-”連線由于螺栓松動，致使該點接觸不良，造成直阻超標?，F(xiàn)場及時進行了處理，消除了隱患。

2 試驗、檢查情況分析

2.1 電氣試驗情況

該變壓器的有載分接開關(guān)帶極性轉(zhuǎn)換選擇器(極性開關(guān))。在對該1號主變壓器高壓側(cè)直流電阻進行測試過程中，發(fā)現(xiàn)極性開關(guān)轉(zhuǎn)換前，分接開關(guān)在1檔至9檔位置時，三相不平衡系數(shù)均符合規(guī)程要求，在9檔到10檔極性開關(guān)轉(zhuǎn)換后，三相不平衡系數(shù)明顯偏大，從位置10檔開始，V相直阻較另外兩相直阻偏大較多，以10檔分接為例，V相直阻數(shù)值470 mΩ較同位置的U相448.8 mΩ互差21.2 mΩ，三相繞組相互間的差別為4.63%，大于2%的標準。同時將分接位置10檔與極性開關(guān)轉(zhuǎn)換前的相同分接位置8檔比較，V相增大了15.9 mΩ，U、W相直阻數(shù)據(jù)偏差均小于2 mΩ。查閱交接試驗報告，高壓側(cè)三相直阻在10檔至17檔不平衡系數(shù)最小值為0.71%。最大值為1.17%，如表1所示。依據(jù)Q/GDW 1168-2013 《國家電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》[1]規(guī)定：各相繞組電阻相間的差別不應(yīng)大于三相平均值的 2%(警示值)。

2.2 試驗數(shù)據(jù)分析

排除外界如套管接頭、接線、儀器及人為等影響因素，從測試數(shù)據(jù)情況來看，V相不是每個檔位都有這個現(xiàn)象，1檔至9檔位置時，極性開關(guān)在“+”極性，極性開關(guān)動觸頭一直處在“+”極性靜觸頭處，直阻數(shù)據(jù)無異常；調(diào)至10檔位置及以上時，極性開關(guān)切至“-”極性位置，此時所測10檔至17檔位置，直阻不平衡系數(shù)整體偏大，且單、雙分接位置的直阻都偏大。問題反映在極性開關(guān)發(fā)生轉(zhuǎn)換后，由此排除變壓器繞組、主變壓器套管及公用引線焊接、斷股及切換開關(guān)接觸不良等方面問題。

表1 測試數(shù)據(jù)對比 mΩ

2004-11-14交接試驗數(shù)據(jù)試驗異常數(shù)據(jù)處理后試驗數(shù)據(jù)變壓器上層油溫20℃變壓器上層油溫22℃變壓器上層油溫32℃分接位置AOBOCOΔR%分接位置AOBOCOΔR%分接位置AOBOCOΔR%8430.2433.9435.31.188448.5454.1453.91.248468.8473.7475.01.319421.5424.9425.40.929439.9443.8443.70.889459.7464.5464.61.0610432.1434.4435.20.7110448.8470454.84.6310469.0474.8475.41.2911437.5441.5442.21.0711456.3474.2462.13.8611476.3481.1482.61.3112445.6448.7449.30.8312463.8480.4469.73.5212484.5489.6490.71.2713451.2456456.51.1713471.2488.2477.13.5513492.2498.0498.41.2514458.7463.64641.1514478.4496.6484.83.7414500.3505.3506.41.2115466470.3471.11.0915486.4503.1492.23.3815507.8513.9514.11.2316472.8477.9478.21.1316493.9510.35003.2716515.9521.6521.91.1517480.3484.9485.61.1017501.5518.4507.63.3217523.4528.5529.51.16

由直阻偏差值分析，懷疑極性開關(guān)觸頭系統(tǒng)特別是負極性觸頭接觸點壓力不夠和接點表面鍍層材料氧化或有重度油膜，即極性開關(guān)動、靜觸頭有氧化層等問題導(dǎo)致極性轉(zhuǎn)換后的直流電阻不平衡率超標。因為當變壓器在運行一段時間后，變壓器有載調(diào)壓在小分接范圍內(nèi)頻繁調(diào)整，而極性開關(guān)較少變換至“-”極性位置，由于極性開關(guān)長期浸泡在變壓器油中，會導(dǎo)致靜觸頭部分形成一層外來層，外來層的產(chǎn)生是由于變壓器油內(nèi)金屬觸頭在運行油溫較高時的催化、氧化效應(yīng)，從而影響切換后的接觸情況。出現(xiàn)這種情況一般電動操作分接開關(guān)數(shù)十次以上，人為破壞清除靜觸頭表面上的外來層，從而達到直阻正常。于是多次電動切換分接開關(guān)，在異常位置(極性開關(guān)切換的檔位)反復(fù)調(diào)節(jié)、多次復(fù)測，測試直阻數(shù)據(jù)并未發(fā)生明顯變化，且三相互差呈現(xiàn)出無規(guī)律性和隨意性，可以排除油膜、氧化膜造成直阻偏大的可能。

根據(jù)變壓器分接開關(guān)結(jié)構(gòu)并結(jié)合缺陷數(shù)據(jù)進行分析，說明V相極性開關(guān)轉(zhuǎn)換極性后存在接觸不良，極性開關(guān)靜觸頭處的彈簧乏力或者是動、靜觸頭處的連接螺絲存在燒蝕、松動的情況，導(dǎo)致接觸不良、直阻偏大。缺陷位置可能在有載分接開關(guān)的極性轉(zhuǎn)換開關(guān)處，V相極性轉(zhuǎn)換開關(guān)與“-”極性觸頭接觸不良或此處連線松動。

2.3 內(nèi)部檢查處理

為進一步查找缺陷，將變壓器本體中的油放盡，檢修人員從人孔進入變壓器內(nèi)部對有載分接開關(guān)進行檢查，細心檢查各個連接處接線螺栓有無松動、變形或燒損，發(fā)現(xiàn)V相極性開關(guān)“-”連線連接螺栓松動，致使該點接觸不良，如圖1所示，現(xiàn)場進行了緊固處理，同時對其它各引線接頭進行了檢查。處理后，檢查極性開關(guān)動觸頭彈簧壓力三相均正常，各相選擇分接開關(guān)引線連接可靠，測試變壓器高壓側(cè)所有檔位直流電阻全部合格，至此，缺陷得到有效處理。綜上所述：導(dǎo)致V相直流電阻偏差超標的主要原因為極性開關(guān)連接螺絲松動而造成，故障的分析處理過程也證明了我們的分析、處理方法正確得當。

圖1 有載分接開關(guān)極性開關(guān)故障位置

此類缺陷若發(fā)現(xiàn)不及時，有載分接開關(guān)觸頭將長期接觸不良，易導(dǎo)致該部位發(fā)熱異常、觸頭嚴重炭化，在運行中若不及時處理，溫升會持續(xù)增加，同時也會加速絕緣油劣化和分解，油分解后的氣體不斷析出，在高溫的作用下最終會使缺陷發(fā)展為分接開關(guān)爆炸事故，從而造成主變壓器停電事故，影響整個系統(tǒng)的安全運行。

3 缺陷原因分析

從故障檢查處理情況看，缺陷位置在有載分接開關(guān)的極性轉(zhuǎn)換開關(guān)處，有載調(diào)壓開關(guān)V相極性轉(zhuǎn)換開關(guān)與“-”極性觸頭接觸不良，接觸不良的直接原因是V相極性開關(guān)“-”連線連接螺栓松動，造成V相極性開關(guān)轉(zhuǎn)換至“-”極性位置，即10檔及以上位置時直流電阻偏大。而根本原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計有不合理之處，變壓器有載調(diào)壓開關(guān)的緊固螺栓出廠時，螺母緊固不牢，也沒有采取有效的防松動措施。變壓器在長期的運行中由于電磁作用產(chǎn)生震動，這種震動力長期作用在各個緊固螺栓上，如果螺栓緊固不實或沒有采取防松動措施就容易造成緊固螺栓慢慢松動，從而造成主變壓器直流電阻增大。

4 防范措施及建議

通過以上分析，建議應(yīng)從以下幾個方面采取有效措施。

a.在制造工藝方面，制造廠家應(yīng)進一步優(yōu)化設(shè)計，提高制造質(zhì)量，結(jié)構(gòu)設(shè)計上采取有效措施保證觸頭接觸良好，有載調(diào)壓開關(guān)部件的各部分緊固結(jié)點必須采取防止松動的措施。

b.工作人員應(yīng)提高設(shè)備運行維護、檢修管理水平，結(jié)合狀態(tài)檢修工作開展設(shè)備評估，每次的試驗數(shù)據(jù)要同初始值及歷年數(shù)據(jù)進行認真比較，要對每一次測出的微小數(shù)據(jù)變化和疑點進行深入分析，查明原因，及時消除隱患。

c.重視設(shè)備的選型和制造質(zhì)量把關(guān)工作，建議加強主變壓器生產(chǎn)過程的監(jiān)造工作。變壓器安裝及大修吊檢時，應(yīng)對所有的緊固螺栓逐個進行緊固處理及防松動檢查。

5 結(jié)束語

通過對主變壓器直流電阻現(xiàn)場試驗、分析定位，發(fā)現(xiàn)直流電阻超標的直接原因是V相極性開關(guān)“-”連線連接螺栓松動，造成直阻增大，并對原因進行了分析，強調(diào)必須從多方面采取有效、可靠措施加以防范、改進，才能防止缺陷再次發(fā)生，確保變壓器安全穩(wěn)定運行。

[1] Q/GDW 1168-2013國家電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程[S].

本文責任編輯：羅曉曉

Causes Analysis on 110 kV Transformer DC Resistance Test Data Anomalies

Wang Haibin1，Xie Da2

(1.State Grid Hebei Electric Power Company Cangzhou Power Supply Branch，Cangzhou 061000，China；2.State Grid Hebei Power Company Company，Shijiazhuang 050021，China)

In this paper,for a 110 kV transformer load tap-tap linear resistance exceedances caused by defects in a detailed analysis to diagnose correctly judged the cause of the defect and the defect site,through on-site inspection confirmed the correctness of the analysis,and the defects are processed to eliminate hidden dangers,thus ensuring the safe operation of the transformer,and proposed a corresponding preventive improvement measures.

transformer;on-load tap changer;polarity switch;DC resistance;poor contact

2016-05-09

王海濱(1975-)，男，高級工程師,主要從事電力設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督工作。

TM407

B

1001-9898(2016)06-0060-03