110 kV變壓器直流電阻試驗數據異常缺陷分析

王海濱，謝 達

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

110 kV變壓器直流電阻試驗數據異常缺陷分析

王海濱1，謝 達2

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

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

變壓器；有載分接開關；極性開關；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繞組(110 kV側)直流電阻測試時發現，有載分接開關的極性開關轉換后，從位置10檔開始，V相直阻較另外兩相直阻偏大較多，現場在分接開關異常位置反復調節后，數據無明顯變化，三相繞組相互間的差別最大為4.63%，大于2%的標準，中低壓側直流電阻及變壓器絕緣試驗數據均符合標準要求。放油后，檢修人員從人孔鉆入對有載調壓選擇開關進行檢查，發現V相極性開關“-”連線由于螺栓松動，致使該點接觸不良，造成直阻超標。現場及時進行了處理，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帶極性轉換選擇器(極性開關)。在對該1號主變壓器高壓側直流電阻進行測試過程中，發現極性開關轉換前，分接開關在1檔至9檔位置時，三相不平衡系數均符合規程要求，在9檔到10檔極性開關轉換后，三相不平衡系數明顯偏大，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檔與極性開關轉換前的相同分接位置8檔比較，V相增大了15.9 mΩ，U、W相直阻數據偏差均小于2 mΩ。查閱交接試驗報告，高壓側三相直阻在10檔至17檔不平衡系數最小值為0.71%。最大值為1.17%，如表1所示。依據Q/GDW 1168-2013 《國家電網公司輸變電設備狀態檢修試驗規程》[1]規定：各相繞組電阻相間的差別不應大于三相平均值的 2%(警示值)。

2.2 試驗數據分析

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

表1 測試數據對比 mΩ

2004-11-14交接試驗數據試驗異常數據處理后試驗數據變壓器上層油溫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，懷疑極性開關觸頭系統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，即極性開關動、靜觸頭有氧化層等問題導致極性轉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，變壓器有載調壓在小分接范圍內頻繁調整，而極性開關較少變換至“-”極性位置，由于極性開關長期浸泡在變壓器油中，會導致靜觸頭部分形成一層外來層，外來層的產生是由于變壓器油內金屬觸頭在運行油溫較高時的催化、氧化效應，從而影響切換后的接觸情況。出現這種情況一般電動操作分接開關數十次以上，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，在異常位置(極性開關切換的檔位)反復調節、多次復測，測試直阻數據并未發生明顯變化，且三相互差呈現出無規律性和隨意性，可以排除油膜、氧化膜造成直阻偏大的可能。

根據變壓器分接開關結構并結合缺陷數據進行分析，說明V相極性開關轉換極性后存在接觸不良，極性開關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，導致接觸不良、直阻偏大。缺陷位置可能在有載分接開關的極性轉換開關處，V相極性轉換開關與“-”極性觸頭接觸不良或此處連線松動。

2.3 內部檢查處理

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部對有載分接開關進行檢查，細心檢查各個連接處接線螺栓有無松動、變形或燒損，發現V相極性開關“-”連線連接螺栓松動，致使該點接觸不良，如圖1所示，現場進行了緊固處理，同時對其它各引線接頭進行了檢查。處理后，檢查極性開關動觸頭彈簧壓力三相均正常，各相選擇分接開關引線連接可靠，測試變壓器高壓側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：導致V相直流電阻偏差超標的主要原因為極性開關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 有載分接開關極性開關故障位置

此類缺陷若發現不及時，有載分接開關觸頭將長期接觸不良，易導致該部位發熱異常、觸頭嚴重炭化，在運行中若不及時處理，溫升會持續增加，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展為分接開關爆炸事故，從而造成主變壓器停電事故，影響整個系統的安全運行。

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的極性轉換開關處，有載調壓開關V相極性轉換開關與“-”極性觸頭接觸不良，接觸不良的直接原因是V相極性開關“-”連線連接螺栓松動，造成V相極性開關轉換至“-”極性位置，即10檔及以上位置時直流電阻偏大。而根本原因是結構設計有不合理之處，變壓器有載調壓開關的緊固螺栓出廠時，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，制造廠家應進一步優化設計，提高制造質量，結構設計上采取有效措施保證觸頭接觸良好，有載調壓開關部件的各部分緊固結點必須采取防止松動的措施。

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

c.重視設備的選型和制造質量把關工作，建議加強主變壓器生產過程的監造工作。變壓器安裝及大修吊檢時，應對所有的緊固螺栓逐個進行緊固處理及防松動檢查。

5 結束語

通過對主變壓器直流電阻現場試驗、分析定位，發現直流電阻超標的直接原因是V相極性開關“-”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生，確保變壓器安全穩定運行。

[1] Q/GDW 1168-2013國家電網公司輸變電設備狀態檢修試驗規程[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,主要從事電力設備的技術監督工作。

TM407

B

1001-9898(2016)06-0060-03