电力变压器绕组直流电阻不平衡故障分析

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　　摘要本文针对大型三相电力变压器绕组直流阻抗不平衡故障进行分析,指出故障产生的主要原因,提出了解决方法。 

　　关键词变压器绕组直流电阻故障处理 

　　中图分类号:TM4文献标识码:A 

　　1 变压器绕组直流电阻测试要求和标准 

　　三相电力变压器绕组直流电阻测试是变压器出厂及预防性试验的主要项目之一,也是变压器发生故障后的重要检查项目。按照IEC标准和国标GB1094,变压器在制造过程中、大修后、交接试验和预防性试验以及绕组平均温升的测定和故障诊断中等都必须进行该项试验。根据标准规定:1.6MVA以上的变压器,相电阻不平衡率应≤2% ,无中性点引出的绕组,线电阻不平衡率应≤1% ;1.6MVA 下的变压器,相电阻不平衡率应≤4% ,线电阻不平衡率应≤2% 。 

　　2 变压器绕组直流电阻不平衡现象 

　　导致变压器三相绕组直流电阻不平衡的因素有设计、制造和运行三个方面。对于各类三相变压器,不论是一次绕组还是二次绕组,若出现三相绕组直流电阻不平衡现象,就说明绕组及与绕组相联结的引线、套管或分接开关有故障。直流电阻不平衡可能会发生下现象:(1)绕组出现局部发热现象;(2)绕组的三相电流及电压不平衡;(3)变压器在运行时跳闸;(4)变压器出现单相运行。 

　　3 变压器绕组直流电阻不平衡实例讨论分析 

　　3.1如工作中某台3200kvA三相变压器直流电阻在变压器温升20℃时测试结果如下 

　　从测试结果看,高压侧三相绕组直流电阻不平衡,应进一步讨论不平衡率是否≤2%。 

　　取第Ⅰ档:RA+RB=4.729€%RRA+RC=3.854€%RRB+RC=4.723€%R列方程组;通过解方程得:RA =1.940€%RRB =2.7€%RRC =1.934€%R。 

　　从计算结果可以看出,B相直流电阻偏大,须通过计算三相绕组的直流电阻平均值R平均进一步判断故障部位。 

　　根据公式计算不平衡率: 

　　因为三相绕组的直流电阻不平衡率远大于2%,所以可以判断该变压器有故障,且故障发生在B相。 

　　3.2故障产生的原因,处理方法和措施 

　　(1)三相绕组中存在匝间短路。查找和处理:可用电桥进行检测或在空载停电后用手摸三相线包,如果绕组发热严重即判断为匝间短路(当短路匝在内绕组时,发热现象不明显):查出故障后,可对绕组进行局部修复并重包绝缘,对不能修复的绕组要重绕绕组。 

　　(2)引线与相关部件连接不紧,引线与套管导杆或分接开关之间连接不紧,也能导致变压器高压绕组直流电阻不平衡率远>2%。处理方法和措施:首先检查各连接部位是否接触良好。其次,检查变压器运行时,利用变压器油的气相色谱分析结果,综合分析、判断产品内部是否有故障,如有异常可及时查出不良部位,及早采取措施。 

　　(3)分接开关接触不良。处理方法和措施:用气相色谱分析,若发现变压器内部有热故障,可证明其导电回路接触不良。应该对该变压器进行吊心检查。对这类故障,可采取预防措施:如避免分接开关各部分螺钉松动;调压开关5～6年至少检修一次;出厂前或分接开关检修后,要对分接开关指示位置进行核对,确认分接开关指示位置正确。 

　　(4)绕组焊接不良或断股。一相绕组某一个或几个并联支路引线头断开或焊接不良。如该变压器高压侧是双层并绕线圈,极有可能其中某股虚焊或焊接不良,经长期运行后造成脱焊,使阻值增大。我们采取以下的措施:首先利用气相色谱分析结果,综合判断绕组故障。其次,对变压器进行吊心检查;检查结果外观无异样,手压分接开关内部弹簧压力正常,动定触头表面均正常,用双臂电桥测量均小于国家规定允许值,接线端也无松脱迹象。以上问题排除后,再用双臂电桥分别对三相绕组进行测试,其测试结果与吊心前基本相同,由此,判断B相绕组其中一股在焊接处存在问题,于是把B相绕组的焊接处拆开检查。结果是双线绕法其中一根线处于虚接状态。通过焊接、绝缘等处理后,次日再次测试直流电阻:温度<20℃,高压侧Ⅰ档测试结果:RAB= 4.729€%R、RAC=4.723€%R、RBC=4.722€%R;Ⅱ档、Ⅲ档以及绝缘电阻、泄漏电阻、介质、损耗角、工频、耐压试验均符合国家有关标准。 

　　4 结束语 

　　综上所述,采用气相色谱分析与测量直流电阻是检测运行变压器绕组直流电阻不平衡的有效方法。在实际工作中,认真安装和检修,加强运行管理,是减少和消除直流电阻不平衡的主要措施;而加强对变压器绝缘系统的合理维护,很大程度上可以保证变压器具有相对较长的使用寿命,而预防性和预知性维护是提高变压器使用寿命和提高供电可靠性的关键。