張 旭
中國(guó)化學(xué)工程第三建設(shè)有限公司 安徽合肥 230601
變壓器運(yùn)輸過(guò)程中若受到碰撞沖擊,繞組可能會(huì)發(fā)生軸向、徑向尺寸變化、位移、扭曲、鼓包等變形,最后導(dǎo)致變壓器繞組的運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化,進(jìn)而影響并改變變壓器原有的頻域特征,即頻率響應(yīng)發(fā)生幅度變化和諧振頻點(diǎn)偏移等,對(duì)變壓器系統(tǒng)的運(yùn)行造成傷害。
以山東某項(xiàng)目變電所內(nèi)的兩臺(tái)35kV 油浸式變壓器(1# 主變,2# 主變)為例,其運(yùn)輸過(guò)程中有可能因碰撞或其他外界物理沖擊等,導(dǎo)致繞組發(fā)生變形。為此,開(kāi)展變壓器繞組變形試驗(yàn)。試驗(yàn)用到的試驗(yàn)儀器主要是HYRZ- 902G 變壓器繞組變形測(cè)試儀。
變壓器繞組變形試驗(yàn)一般有兩種方法:低電壓短路阻抗法與頻率響應(yīng)法。低電壓短路阻抗法測(cè)繞組變形對(duì)影響電感的變形較為靈敏,如輻向變形、匝間開(kāi)路或短路等,操作簡(jiǎn)單,具有良好的測(cè)試精度。頻率響應(yīng)法檢測(cè)變壓器繞組變形對(duì)繞組電容和電感的變形都比較靈敏,尤其是對(duì)輻向變形;而且檢測(cè)的結(jié)果很直觀,便于觀察抗干擾細(xì)節(jié),能很好地反應(yīng)變壓器繞組變形的累積效應(yīng)。
本試驗(yàn)利用頻率響應(yīng)法檢測(cè)變壓器繞組變形,即根據(jù)測(cè)得的變壓器各繞組頻率響應(yīng)特性的一致性,結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)行情況及其他試驗(yàn)項(xiàng)目,進(jìn)行全面、歷史、綜合的分析比較,以判斷變壓器繞組變形程度。
頻率響應(yīng)法是利用電壓頻率調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,對(duì)變壓器每一繞組的單端施加一系列特定頻率的信號(hào),依次測(cè)量其響應(yīng)端電壓和激勵(lì)電壓,以獲取頻幅響應(yīng)曲線。
(1)在做變壓器繞組變形試驗(yàn)前,需要把進(jìn)線電纜與出線母線分別斷開(kāi),以減小雜散電容的影響,待試驗(yàn)結(jié)束后再進(jìn)行恢復(fù)。因?yàn)殡s散電容會(huì)影響頻率曲線高頻部分的一致性。
(2)檢查變壓器接地狀況是否合格,試驗(yàn)儀器金屬外殼是否可靠接地,防止試驗(yàn)人員觸電。
(3)直流電阻試驗(yàn)完成后,不能直接進(jìn)行變壓器繞組變形試驗(yàn),測(cè)試前必須保證接線端做充分放電,否則將會(huì)影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的重復(fù)性,甚至損壞檢測(cè)儀器。
(4)測(cè)試鉗應(yīng)與接線套管連接緊固,放線時(shí)不要造成測(cè)試線彎曲,否則會(huì)導(dǎo)致三相頻幅響應(yīng)曲線軌跡有較大差異,影響試驗(yàn)結(jié)果。
(1)本次試驗(yàn)每臺(tái)變壓器需要分別做3 次不同分接開(kāi)關(guān)位置的試驗(yàn)。HYRZ- 902G 變壓器繞組變形測(cè)試儀在與變壓器繞組進(jìn)行連接前需要先手動(dòng)調(diào)整變壓器分接開(kāi)關(guān)的位置,分接開(kāi)關(guān)分別選取至1 檔高壓側(cè)、1 檔低壓側(cè)和7 檔高壓側(cè),以便獲取不同的測(cè)量結(jié)果。
(2)通過(guò)3 根測(cè)試儀的專用測(cè)試線將被試驗(yàn)變壓器的被試?yán)@組引出端與測(cè)試儀的3 個(gè)端口分別進(jìn)行有效連接:激勵(lì)輸出口接黃色測(cè)試線;參考輸入口接綠色測(cè)試線;響應(yīng)輸入口接紅色測(cè)試線。試驗(yàn)儀器要進(jìn)行可靠接地,并放置在通風(fēng)干燥處避免潮濕。
(3)測(cè)試儀參數(shù)設(shè)置界面打開(kāi)后,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變壓器銘牌上的內(nèi)容正確輸入相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。繞組接線方式的選擇:本次試驗(yàn)的兩臺(tái)35kV 油浸式變壓器均選取的是三角形接線方式,因此繞組的接線方式選取三角形接法。繞組的接線方式不同,測(cè)試線的連接方式就不同。例如,對(duì)于三角形接線的變壓器繞組依次測(cè)AB、AC、BC 的頻率響應(yīng)特性,對(duì)于星形接線的變壓器繞組依次測(cè)OA、OB、OC 的頻率響應(yīng)特性。高低壓側(cè)的選擇:高壓側(cè)/ 低壓側(cè)根據(jù)實(shí)際測(cè)量的位置需求選取高低壓。名稱輸入是為了方便對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸檔整理,一般的命名方法為變壓器號(hào)+ 檔位+ 高低壓側(cè)。掃描方式一般選取線性10Hz~1MHz(線性掃描的掃描間隔固定為0.5kHz,分段掃描在不同的斷掃描間隔不同,線性掃描的掃描范圍更加寬廣,可以得到2000 個(gè)掃描點(diǎn)的數(shù)據(jù),確保試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確)。
(4)在相關(guān)數(shù)據(jù)輸入完畢后,點(diǎn)擊確認(rèn)變壓器繞組測(cè)試儀將會(huì)自主開(kāi)始測(cè)量,測(cè)量結(jié)束后可以得到頻幅響應(yīng)曲線(圖1),對(duì)響應(yīng)曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)分析將得到表1 的測(cè)試結(jié)果分析表。最終的變壓器繞組變形試驗(yàn)報(bào)告中附上圖1 的三相頻率響應(yīng)曲線圖即可。從圖1 可以看出,最終得到了三條不同顏色的曲線,橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別代表頻率和分貝值,紅色曲線對(duì)應(yīng)AB 的頻率響應(yīng)特性,藍(lán)色曲線對(duì)應(yīng)AC 的頻率響應(yīng)特性,綠色曲線對(duì)應(yīng)BC 的頻率響應(yīng)特性。三條曲線軌跡顯示基本重合,變化相差不大。由表1 可以看到,相關(guān)系數(shù)(R)的數(shù)值分別同時(shí)滿足低頻段、中頻段、高頻段的取值范圍。最終三條曲線呈現(xiàn)的繞組變形程度的分析結(jié)果均顯示為正常繞組。因此得到最終結(jié)論,變壓器繞組未發(fā)生明顯變形,檢測(cè)合格。
表1 頻幅響應(yīng)測(cè)試結(jié)果分析
圖1 頻幅響應(yīng)曲線
(5)對(duì)變壓器繞組變形試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并填寫(xiě)相關(guān)試驗(yàn)表格,打印后交監(jiān)理、業(yè)主進(jìn)行審批。審批通過(guò)后的變壓器繞組變形試驗(yàn)記錄將作為送電的必備審批資料正式使用。
變壓器繞組變形試驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果一般分為以下四種情況:
(1)正常繞組,低頻段相關(guān)系數(shù)(RLF)≥2.0、中頻段相關(guān)系數(shù)(RMF)≥1.0、高頻段相關(guān)系數(shù)(RHF)≥0.6。三個(gè)取值需同時(shí)滿足;
(2)輕度變形,1.0≤RLF<2.0 或0.6≤RMF<1.0,滿足其中一個(gè)條件即可;
(3)明顯變形,0.6≤RLF<1.0 或RMF<0.6,滿足其中一個(gè)條件即可;
(4)嚴(yán)重變形,滿足RLF<0.6。
繞組變形程度的具體判斷依據(jù)參考繞組變形程度系數(shù)分析標(biāo)準(zhǔn)表(表2)。繞組變形判據(jù)中、低頻局部(10k~500kHz)的頻響曲線中,諧振點(diǎn)變化可以靈敏地反饋出變壓器繞組斷股、鼓包、扭曲、餅間錯(cuò)位等變形情況;高頻局部(500kHz)以上)能反饋出變壓器繞組的位移情況。變形程度正常指變壓器處于原始狀態(tài)或不存在明顯變形,可以正常地繼續(xù)運(yùn)行繞組,不需要整修。一般變形包括重度變形與輕度變形,指變壓器存在明顯變形,需要加強(qiáng)監(jiān)督,應(yīng)在適當(dāng)?shù)那闆r下安排檢修;若發(fā)生再次短路或其他沖擊將有很大可能對(duì)變壓器造成損壞,需要整修或更換繞組。嚴(yán)重變形指變壓器繞組因產(chǎn)生變形而不能繼續(xù)正常運(yùn)行,必須馬上將變壓器停止運(yùn)行并檢修,以免對(duì)整個(gè)變壓器系統(tǒng)造成損傷。
表2 繞組變形程度系數(shù)分析標(biāo)準(zhǔn)表
圖2 顯示的是變壓器繞組變形試驗(yàn)儀器專用測(cè)試線常見(jiàn)的四種接線方式,不同接法的變壓器有不同的接線方式,測(cè)試時(shí)根據(jù)變壓器銘牌的標(biāo)注判斷是哪種接線方式,合理的進(jìn)行選擇。
圖2 測(cè)試線常見(jiàn)的四種接線方式
(1)將帶有紅色標(biāo)記的儀器專用電纜線連接至紅色測(cè)試鉗,再連接到變壓器的測(cè)量端;
(2)將不帶紅色標(biāo)記的兩根儀器專用電纜線(本次儀器顏色標(biāo)記為黃、綠)連接至黃色測(cè)試鉗,再連接到變壓器的信號(hào)輸入端;
(3)將黑色測(cè)試鉗的兩根地線分別連接紅、黃色測(cè)試鉗的接地端,再將黑色測(cè)試鉗連接至變壓器的接地柱;
(4)將有紅色標(biāo)記的儀器專用電纜線連接至儀器響應(yīng)輸入端,另外兩根儀器專用線(黃色標(biāo)記與綠色標(biāo)記)接至儀器激勵(lì)輸出端與儀器參考輸入端。
變壓器繞組變形試驗(yàn)屬于電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn),不屬于電氣設(shè)備交接試驗(yàn)(執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《GB50150- 2016 電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》)范圍,如施工合同沒(méi)有特殊說(shuō)明,應(yīng)向業(yè)主索要簽證費(fèi)用。本次試驗(yàn)是應(yīng)業(yè)主要求為了保證35kV 油浸式變壓器的安全投用,防止變壓器繞組在運(yùn)輸中因外界因素造成形變,影響變壓器的正式運(yùn)行,造成不可逆的損失與危害。通過(guò)本次試驗(yàn),使我們掌握電力變壓器繞組變形試驗(yàn)的方法和變壓器繞組測(cè)試儀器操作程序,為今后的工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。