110kV變壓器匝間短路故障電氣試驗(yàn)研究

顧天逸

摘 要：本文通過采用各種有效的測試方法準(zhǔn)確的定位110kV變電站出現(xiàn)的故障，并分析多種測試所得的結(jié)果，明確110kV變電站內(nèi)部出現(xiàn)的匝間短路方面的故障，并提出適當(dāng)?shù)臋z修建議：變壓器吊芯、檢驗(yàn)繞組高度、鐵心以及對(duì)絕緣故障進(jìn)行妥善的處理，以此為后續(xù)變電站預(yù)判與處理同樣的故障提供參考。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；匝間短路；故障研究

現(xiàn)如今，大部分的工業(yè)企業(yè)都在應(yīng)用流水式的作業(yè)方式，因此，對(duì)供電的穩(wěn)定性與持續(xù)性提出更高的要求。在所有的輸電設(shè)備中變壓器既重要有復(fù)雜，一旦變壓器出現(xiàn)任何故障，就會(huì)對(duì)企業(yè)的正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響，甚至導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)方面造成嚴(yán)重的損失。

1.對(duì)故障進(jìn)行初步判斷

在經(jīng)過跳閘事件后，相關(guān)人員通過對(duì)變壓器的外部進(jìn)行檢查才發(fā)現(xiàn)：變壓器外觀并沒有出現(xiàn)異常，高低壓管套也沒有明顯的漏電現(xiàn)象；變壓器本身與套管的油位也并未出現(xiàn)異常，沒有滲油和漏油的現(xiàn)象；呼吸器也十分正常。

分析變壓器本體出現(xiàn)事故前的測試數(shù)據(jù)及出現(xiàn)事故后的測試數(shù)據(jù)如表1。

通過深入分析事故前后油色譜的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：主變壓器本體油樣當(dāng)中烴的總含量超過了注意值，相對(duì)產(chǎn)氣率與絕對(duì)產(chǎn)氣率遠(yuǎn)超注意值，油樣中的乙炔、總烴的含量都呈現(xiàn)出明顯增長的趨勢。通過分析事故之后油色譜數(shù)據(jù)運(yùn)用三比值的分析方式得出相應(yīng)的結(jié)果：變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)電弧放電方面的故障。

變壓器內(nèi)部一旦出現(xiàn)放電故障，具備的良好情況就是當(dāng)過電壓消失的時(shí)候，變電器內(nèi)部的絕緣就能自動(dòng)恢復(fù)，在經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定變壓器并未出現(xiàn)故障后才能投入使用，如果比較嚴(yán)重的狀態(tài)下，變壓器繞組或變壓器絕緣在過電壓的影響下，會(huì)造成難以挽回的損傷，關(guān)于這方面的表現(xiàn)形式通常為：主絕緣故障、繞組縱絕緣故障、繞組本身出現(xiàn)的故障等，這時(shí)變壓器必須經(jīng)過吊芯處理。

若是繞組自身出現(xiàn)嚴(yán)重的損傷，例如，導(dǎo)向斷裂、焊接處接觸不良等情況的同時(shí)，三相繞組的直流電阻將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差。

因?yàn)殡妷涸囼?yàn)受到的制約，以上的各種試驗(yàn)不能全面性、準(zhǔn)確性的評(píng)判變壓器主絕緣及縱絕緣的實(shí)際情況，只是通過變壓器對(duì)地電容量存在的變化上能準(zhǔn)確的推斷出繞組極有可能出現(xiàn)的位移變形。

2.分析與定位出現(xiàn)的故障

在嚴(yán)格考核變壓器絕緣的過程中，最嚴(yán)格的測試就是外部施工頻耐壓以及感應(yīng)耐壓，因?yàn)樵谶M(jìn)行測試時(shí)需要非常高的電壓，能準(zhǔn)確的測試變壓器的絕緣，特別是用來判斷高阻性故障十分有效。

變壓器的主縱絕緣進(jìn)行的耐壓試驗(yàn)的具體內(nèi)容有：（1）進(jìn)行低壓外部施工頻耐壓的試驗(yàn)；（2）進(jìn)行高壓側(cè)中性點(diǎn)外施工頻耐壓的試驗(yàn)；（3）低壓側(cè)加壓，高壓側(cè)中性點(diǎn)大力支撐的方法進(jìn)行感應(yīng)耐壓的相關(guān)測試。

如果變壓器的低壓繞組與高壓繞組中性點(diǎn)外施工頻耐壓通過各方面的測試，就充分的說明低壓繞組和高壓繞組的中性點(diǎn)完全能符合地絕緣的相關(guān)要求。

圖1作為變壓器感應(yīng)耐壓測試的接線圖，具體是對(duì)變壓器繞組的縱絕緣功能進(jìn)行準(zhǔn)確的測試，具體的試驗(yàn)流程如下：

運(yùn)用低壓測單項(xiàng)加壓的形式，高壓并未經(jīng)過測試?yán)@組短路接地，中性點(diǎn)懸空具有重要的支撐作用，將變壓器的檔位換成一檔：變壓器勵(lì)磁低壓輸入應(yīng)選取400V抽頭，高壓輸出則是選用10kV串聯(lián)抽頭，繞組的中間部分接地，對(duì)變壓器的低壓線圈實(shí)施對(duì)稱形式的加壓。

試驗(yàn)原理：在變壓器一側(cè)繞組中通過額定頻率、正弦波形的額定電流，另一側(cè)繞組短路時(shí)的阻抗稱為變壓器的短路阻抗，一般對(duì)于某一參考阻抗的百分?jǐn)?shù)表示。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)：

110kV對(duì)35kV時(shí)，10kV側(cè)全部開路，35kV側(cè)短路不接地，加壓側(cè)是110kV側(cè)，當(dāng)加壓BC時(shí)，發(fā)現(xiàn)短路損耗偏大

引文反復(fù)充放電測量直流電阻，說明B相電阻和其他兩相有偏差，主變B相繞組存在匝間短路故障。

綜合以上試驗(yàn)的具體情況說明，可對(duì)事故后的變壓器進(jìn)行以下的評(píng)判：（1）主絕緣：變壓器的高低壓繞組與高套管的主絕緣處于正常的狀態(tài)，變壓器的鐵心絕緣也就正常；（2）縱絕緣：繞組的高阻性存在縱絕緣方面的故障；（3）繞組整體：低壓繞組存在著變形或移位的情況；高壓繞組很有可能出現(xiàn)變形或者移位的情況。（4）電路：高低壓電阻處于正常的狀態(tài)，沒有出現(xiàn)明顯的故障；（5）磁路：鐵心對(duì)地的絕緣良好，并未實(shí)施空載消耗的試驗(yàn)。當(dāng)變壓器缺乏運(yùn)行條件的同時(shí)，因?yàn)榇朔N變壓器為屬于免于維護(hù)型的變壓器，建議進(jìn)行返廠大修。

3.變壓器大修

在出現(xiàn)事故的變壓器返廠進(jìn)行大修前，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行解體檢查，據(jù)檢查的結(jié)果顯示：（1）低壓繞組的整體波浪發(fā)生變形的情況，具有很多的銅瘤。低壓繞組短路電流及形成短路點(diǎn)動(dòng)力的作用之下，出現(xiàn)嚴(yán)重的變形與融化等情況。（2）因?yàn)樽儔浩鞫搪伏c(diǎn)動(dòng)力的相關(guān)作用。高壓線圈會(huì)出現(xiàn)輕度的變形，以及絕緣墊片出現(xiàn)移位的情況。（3）鐵心硅鋼片在短路電流的嚴(yán)重影響下，導(dǎo)致其出現(xiàn)振動(dòng)移位。

結(jié)束語：

總之，在所有的輸變電設(shè)備中變壓器作為其中非常重要的一種，其主要特征就是具有復(fù)雜的整體結(jié)構(gòu)，涉及較多的材料，在出現(xiàn)故障的時(shí)候具有模糊、多樣、分散性的特征。在此基礎(chǔ)上，要求判斷變壓器故障的同時(shí)必須運(yùn)用綜合性的試驗(yàn)方法，具有科學(xué)準(zhǔn)確性的判斷出變壓器出現(xiàn)故障的具體性質(zhì)與破壞程序。

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