舟山供電公司 顧林春 金 騰

1 前言

變壓器故障的檢測(cè)技術(shù)主要手段包括油中氣體的色譜分析、直流電阻檢測(cè)、絕緣電阻及吸收比、極化指數(shù)檢測(cè)、絕緣介質(zhì)損失角正切檢測(cè)、油質(zhì)檢測(cè)、局部放電檢測(cè)及絕緣耐壓試驗(yàn)等在變壓器故障診斷中應(yīng)綜合各種有效的檢測(cè)手段和方法，對(duì)得到的各種檢測(cè)結(jié)果要進(jìn)行綜合分析和評(píng)判。因?yàn)椴豢赡芫哂幸环N包羅萬(wàn)象的檢測(cè)方法，也不可能存在一種面面俱到的檢測(cè)儀器，只有通過各種有效的途徑和利用各種有效的技術(shù)手段，才能取得較好的故障診斷效果。下面就幾起變壓器直流電阻試驗(yàn)不平衡率超標(biāo)故障，結(jié)合其他有效的檢測(cè)手段和方法，進(jìn)行綜合分析判斷處理。

2 變壓器繞組直流電阻檢測(cè)的原理及要求

變壓器繞組直流電阻的檢測(cè)是一項(xiàng)很重要的試驗(yàn)項(xiàng)目，在變壓器的所有試驗(yàn)項(xiàng)目中是一項(xiàng)較為方便而有效的考核繞組縱絕緣和電流回路連接狀況的試驗(yàn)，它能夠反映繞組匝間短路、繞組斷股、分接開關(guān)接觸狀態(tài)以及導(dǎo)線電阻的差異和接頭接觸不良等缺陷故障，也是判斷各相繞組直流電阻是否平衡、調(diào)壓開關(guān)檔位是否正確的有效手段。長(zhǎng)期以來(lái)，繞組直流電阻的測(cè)量一直被認(rèn)為是考查變壓器縱絕緣的主要手段之一，有時(shí)甚至是判斷電流回路連接狀況的唯一辦法。

變壓器繞組是由分布電感、電阻及電容組成的復(fù)雜電路。直流電阻測(cè)量方法從理論分為電壓降法和電橋法，測(cè)直流電阻是在繞組的被試端子間通以直流，待瞬變過程結(jié)束、電流達(dá)到穩(wěn)定后，記錄電阻值及繞組溫度。

試驗(yàn)要求：變壓器容量在1.6MVA及以上，繞組直流電阻相互間差別不應(yīng)大于2%；無(wú)中性點(diǎn)引出的繞組線間差別不應(yīng)大于三相平均值的1%。縱向比較變化不應(yīng)大于2%[1]。

不同溫度下的電阻值換算成75℃值R2

R2= R1×（T+75）（T+ t1）

R1、R2——分別為溫度t1、t2時(shí)的電阻值；

T—常數(shù)，其中銅導(dǎo)線為235，鋁導(dǎo)線為225。

3 通過直流電阻檢測(cè)發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障實(shí)例

實(shí)例一、沈家門變電所投運(yùn)一臺(tái)型號(hào)為SZ9-20000/35的2#主變，有載分接開關(guān)型號(hào)為CV型號(hào)，在投運(yùn)一年后進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該變壓器高壓側(cè)35kV相間直流電阻不平衡率為3%，超過?規(guī)程?規(guī)定2%，經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換有載分接開關(guān)直流電阻不平衡率仍大于?規(guī)程?要求，但每次測(cè)量數(shù)據(jù)均不同，色譜分析未見異常，結(jié)合其他試驗(yàn)結(jié)果，初步認(rèn)定為變壓器有載分接開關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸不良原因造成。為了弄清不平衡率超標(biāo)的原因，決定將有載分接開關(guān)油放掉，并吊出分接開關(guān)芯體，進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)分接開關(guān)芯體上動(dòng)觸頭、筒體靜觸頭上均有氧化膜，為保證分接開關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸良好，為了防止觸頭表面受到傷害，決定先使用金相砂紙打磨觸頭，然后用棉布擦拭干凈，處理完畢后，將芯體放回有載分接開關(guān)筒體，復(fù)裝完畢繼續(xù)進(jìn)行直流電阻測(cè)量，測(cè)量結(jié)果直流電阻相互間差別不大于0.5%。該故障存在原因主要是變壓器有載分接開關(guān)動(dòng)靜觸頭上氧化膜造成，有載分接開關(guān)長(zhǎng)期不調(diào)節(jié)在觸頭上產(chǎn)生氧化膜。

實(shí)例二、沈家門變電所投運(yùn)一臺(tái)型號(hào)為SZ9-20000/35的1#主變，有載分接開關(guān)型號(hào)為CV型號(hào)，在投運(yùn)一年后進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該變壓器35kV側(cè)相間直流電阻不平衡率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出?規(guī)程?要求，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 沈家門變1#主變直阻

該變壓器35kV側(cè)直流電阻不平衡率遠(yuǎn)大于2%，懷疑分接開關(guān)有問題，將有載分接開關(guān)油放掉，并吊出分接開關(guān)芯體，進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)分接開關(guān)芯體上動(dòng)觸頭、筒體靜觸頭上均有氧化膜，有載分接開關(guān)過渡電阻合格。經(jīng)過處理后進(jìn)行直流電阻測(cè)量，測(cè)量結(jié)果直流電阻相互間差別遠(yuǎn)大于2%，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

對(duì)本體油進(jìn)行取樣分析，色譜分析雖然未見異常，但是與上一次相比產(chǎn)氣速率較大，如表3。

表3 沈家門變1#主變油中氣體含量

從測(cè)試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)B相繞組直流電阻偏大，結(jié)合色譜分析情況，經(jīng)過綜合分析判斷，認(rèn)為問題出在B相繞組的公共部分或套管的引線連接處，因連接不良造成接頭發(fā)熱、繞組直流電阻偏大。向上一級(jí)匯報(bào)后，同意停止投運(yùn)1#變壓器。

檢修人員對(duì)1#變壓器本體進(jìn)行放油，放油結(jié)束后打開人孔，人從人孔進(jìn)入本體，進(jìn)行內(nèi)部檢查。檢查發(fā)現(xiàn)，B相調(diào)壓繞組與主繞組連接接頭處有明顯放電現(xiàn)象，同時(shí)發(fā)現(xiàn)該處螺絲有松動(dòng)，輕輕一擰動(dòng)發(fā)現(xiàn)該螺絲已倒牙。其它內(nèi)部檢查均正?！，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)該處接頭用砂紙打磨，除去放電痕跡，重新更換螺絲，擰緊螺絲，并對(duì)其它螺絲進(jìn)行檢查、緊固，對(duì)主變本體油進(jìn)行濾油脫氣處理。處理完畢，對(duì)主變本體直流電阻重新試驗(yàn)，數(shù)值正常。投運(yùn)前對(duì)主變本體油進(jìn)行取樣，投運(yùn)后四天內(nèi)色譜跟蹤監(jiān)視，油取樣試驗(yàn)數(shù)值無(wú)變化后，一個(gè)月內(nèi)無(wú)變化后恢復(fù)了正常周期。

通過上述案例可見，變壓器繞組直流電阻的測(cè)量能發(fā)現(xiàn)回路中某些重大缺陷，判斷的靈敏度和準(zhǔn)確性亦較高，但現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中應(yīng)遵循如下相關(guān)要求，才能得到準(zhǔn)確的診斷效果。

1）通過對(duì)變壓器直流電阻進(jìn)行測(cè)量分析時(shí)，其電感較大，一定要充電到位，將自感效應(yīng)降低到最小程度，待儀表指針基本穩(wěn)定后讀取電阻值，提高一次回路直流電阻測(cè)量的正確性和準(zhǔn)確性。

2）測(cè)量的數(shù)據(jù)要進(jìn)行橫向和縱向的比較，對(duì)溫度、濕度、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法、測(cè)量過程和測(cè)量設(shè)備進(jìn)行分析。

3）分析數(shù)據(jù)時(shí)，要綜合考慮相關(guān)的因素和判據(jù)，不能單搬規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，而要根據(jù)規(guī)程的思路、現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，具體分析設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)的發(fā)展和變化過程。

4）要結(jié)合設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)，分析設(shè)備內(nèi)部的具體情況，根據(jù)不同情況進(jìn)行直流電阻的測(cè)量，以得到正確判斷結(jié)論。

5）重視綜合方法的分析判斷與驗(yàn)證。如有些案例中通過繞組分接頭電壓比試驗(yàn)，能夠有效驗(yàn)證分接開關(guān)的檔位，而且還能檢驗(yàn)出變壓器繞組的連接組別是否正確。同時(shí)對(duì)于匝間短路等故障也能靈敏地反映出來(lái)，實(shí)際上電壓比試驗(yàn)，也是一種常規(guī)的帶有檢驗(yàn)和驗(yàn)證性質(zhì)的試驗(yàn)手段，通過綜合分析可進(jìn)一步提高故障診斷的可靠性。

4 故障分析及啟示

從對(duì)1#主變壓器本體內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)，B相調(diào)壓繞組與主繞組連接接頭處有明顯放電現(xiàn)象。主要原因是該處螺絲松動(dòng)且螺絲倒牙，接觸電阻增大，導(dǎo)致主變直流電阻不平衡率超標(biāo)并有乙炔氣體。

此次發(fā)生的異常，主要原因?yàn)槌鰪S時(shí)該處螺絲倒牙可能性很大，由于出廠螺絲已倒牙，運(yùn)行中有載調(diào)壓操作時(shí)振動(dòng)，導(dǎo)致該處螺絲進(jìn)一步松動(dòng)，最終導(dǎo)致主變直流電阻不平衡率超標(biāo)。

從近年來(lái)連續(xù)出現(xiàn)主變內(nèi)部故障來(lái)看，由于對(duì)大型設(shè)備采取集中招投標(biāo)政策，部分大型變壓器制造廠中標(biāo)的設(shè)備數(shù)量遠(yuǎn)超過其實(shí)際生產(chǎn)能力，在供貨期相對(duì)較緊的情況下，放松了產(chǎn)品制造質(zhì)量的要求，導(dǎo)致產(chǎn)品出廠就存在缺陷，在設(shè)備運(yùn)行過程逐步暴露出來(lái)。因此設(shè)備運(yùn)行單位在設(shè)備制造過程中，要加強(qiáng)對(duì)變壓器的監(jiān)造工作，同時(shí)加強(qiáng)相關(guān)專業(yè)人才的培訓(xùn)，在制造過程中能夠全過程參與監(jiān)造與驗(yàn)收。

數(shù)據(jù)分析不能僅局限于與規(guī)程比較，還應(yīng)該進(jìn)行橫向和縱向比較，才能對(duì)故障進(jìn)行正確判斷。從這次故障分析可以看出，與歷史數(shù)據(jù)的比較非常重要。

[1]DL/T596-1996,電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[S].