變壓器出廠典型缺陷分析

張程明

摘要：本文分析變壓器出廠典型缺陷，包括局部試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、空載損耗試驗(yàn)等。

關(guān)鍵詞：變壓器；缺陷；空載

為了確保變壓器零缺陷投入電網(wǎng)運(yùn)行，本文結(jié)合變壓器出廠或現(xiàn)場試驗(yàn)中的代表性案例進(jìn)行分析，確定能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)變壓器優(yōu)劣的關(guān)鍵參數(shù)?，F(xiàn)將江蘇省近年來數(shù)起主變壓器出廠及現(xiàn)場試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行重點(diǎn)分析。大量記錄表明，在出廠試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題主要集中在溫升試驗(yàn)和局放試驗(yàn)。以2011年上半年為例，期間江蘇有數(shù)十臺(tái)500kV電力變壓器出廠投運(yùn)，遇到數(shù)個(gè)出廠試驗(yàn)不通過的情況，都是溫升或局部放電試驗(yàn)不合格。

1.局部試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷

某站主變完成溫升試驗(yàn)后，在油樣分析時(shí)，油中發(fā)現(xiàn)有乙炔。在后續(xù)的調(diào)查局部放電試驗(yàn)中，變壓器內(nèi)部有放電聲，存在放電擊穿。對(duì)變壓器進(jìn)行了吊芯，拆卸，并在線圈拔出后，發(fā)現(xiàn)低壓線圈與鐵芯之間的圍板上端頂下約180mm一處有擊穿點(diǎn)，距離鐵芯主級(jí)250mm左右的第8級(jí)。

根據(jù)初步分析，在器身整體線圈套裝是，由于操作問題，（在放電點(diǎn)部位）

線圈內(nèi)側(cè)直通和鐵芯圍板產(chǎn)生的擠壓摩擦，導(dǎo)致絕緣紙筒產(chǎn)生機(jī)械損傷，由此導(dǎo)致該處的絕緣強(qiáng)度降低，引起試驗(yàn)產(chǎn)生放電，可見故障是在局部放電過程中產(chǎn)生的。

2.溫升試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)變壓器設(shè)計(jì)缺陷

某站主變在溫升試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)油箱外壁過熱，油箱頂部局部溫升較高，約92K，超出國家標(biāo)準(zhǔn)及合同要求。溫升試驗(yàn)的其它指標(biāo)如繞組平均溫升和頂層油溫升合格。變比試驗(yàn)、直流電阻測量、絕緣電阻、空載、溫升、雷電沖擊和操作沖擊、局部放電等。

（1）油箱中部箱壁

根據(jù)溫升試驗(yàn)結(jié)果，廠方對(duì)該主變設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)是由于變壓器磁屏蔽設(shè)計(jì)上存在問題，導(dǎo)致箱頂漏磁通過大，產(chǎn)生熱量，溫度超標(biāo)。

3.空載損耗試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)繞組質(zhì)量缺陷

某站一臺(tái)220kV五鐵心柱變壓器，型號(hào)SFSPZ9-120000/220；容量為120000/120000/60000kV；聯(lián)結(jié)組別：YNynOdll；額定電壓：（220±8*1.25%）/121/10.5kV；額定電流：315/573/3293A。該臺(tái)產(chǎn)品在進(jìn)行出廠試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)測空載損耗結(jié)果比設(shè)計(jì)值大很多，為此采用變壓器單相空載損耗測量試驗(yàn)進(jìn)行事故判斷。按圖一接線，進(jìn)行單相勵(lì)磁電流及單相損耗測試。每次測量短路一相，如從低壓a、b勵(lì)磁，c相短接；b、c勵(lì)磁，a相短接；a、c勵(lì)磁，b相短接。無故障時(shí)三個(gè)單相空載損耗應(yīng)近似相等，但此臺(tái)變壓器實(shí)際測量三個(gè)單相空載損耗相差較大。

（1）施加15%額定電壓下三相空載試驗(yàn)

測試數(shù)據(jù)在做高電壓產(chǎn)品的器身空載試驗(yàn)時(shí)，由于產(chǎn)品受絕緣限制，試驗(yàn)電壓不能升得太高，故在施加1 5%的額定電壓下進(jìn)行試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果見表1。

（2）施加15%額定電壓下單相勵(lì)磁空載試驗(yàn)

為驗(yàn)證磁路是否存在故障，施加15%的額定電壓下的空載試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

（3）額定電壓下三相勵(lì)磁空載試驗(yàn)

（4）額定電壓下單相空載試驗(yàn)

從表3來看，實(shí)測損耗與設(shè)計(jì)損耗之比為138824/80000=1.7353，即實(shí)測值比設(shè)計(jì)值增大73.5%。從表4單相勵(lì)磁損耗之比Poab/Poca=102600/57000=1.8可以看出，三相損耗最大值與最小值差別更為明顯。從原理上來說，當(dāng)B相磁路被短接后，不產(chǎn)生磁通，此時(shí)測量損耗最小。如果帶B相繞組測量，損耗增大很多，這說明B相存在故障。再從低壓施加15%額定電壓測量看出，單相損耗測量值之比P0bc/Poca=1.62，空載損耗差別也達(dá)到62%。五柱式變壓器單相空載試驗(yàn)，三次測量空載損耗應(yīng)基本相同。低電壓單相空載損耗試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)B相短路時(shí)損耗小，說明B相存在隱患。經(jīng)過電壓比、直流電阻、空載、感應(yīng)等例行試驗(yàn)項(xiàng)目考核，除空載損耗異常外，其余項(xiàng)目試驗(yàn)均合格。于是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行吊心檢查，把高低壓引線出頭全部打開，因中壓繞組根部為短接結(jié)構(gòu)，無法將其打開做試驗(yàn)，便將高壓繞組并聯(lián)進(jìn)行電壓差試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，低壓多根導(dǎo)線股間通路測量及導(dǎo)線換位相的測量均正常，鐵心對(duì)低壓、夾件對(duì)低壓絕緣良好，沒發(fā)現(xiàn)鐵心多點(diǎn)接地情況。很明顯，故障點(diǎn)在中壓B相繞組中。經(jīng)吊心檢查，發(fā)現(xiàn)B相三復(fù)合導(dǎo)線中有一根導(dǎo)線多繞一匝。此故障雖然使繞組內(nèi)部產(chǎn)生大環(huán)流（空載試驗(yàn)），但對(duì)其它試驗(yàn)并不產(chǎn)生影響。

4.小結(jié)

通過對(duì)變壓器關(guān)鍵參數(shù)的分析及以上幾個(gè)變壓器典型試驗(yàn)案例，可以得出結(jié)論：空載損耗測量，負(fù)載損耗測量，聲級(jí)測定，溫升試驗(yàn)和局部放電試驗(yàn)等項(xiàng)目對(duì)考核變壓器性能具有顯著效果，可以幫助用戶精確掌握變壓器性能，全過程監(jiān)督變壓器質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]王明謙；蔣立金；香承東；用空載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大型變壓器繞組質(zhì)量缺陷[J].變壓器，2005，（08）

[2]曹佳濱.影響變壓器空載試驗(yàn)結(jié)果的因素分析[J].電力設(shè)備，2008，（12）

（作者單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司）