關(guān)于整流變壓器高壓側(cè)直流電阻不平衡故障的處理

本文詳細(xì)的介紹了一起大型特種變壓器繞組直流電阻不平衡故障的處理過(guò)程，并對(duì)故障原因作了細(xì)致的分析，同時(shí)針對(duì)分析過(guò)程中出現(xiàn)的矛盾提出了疑問(wèn)，旨在通過(guò)本篇文章和使用同類型變壓器的廠家相互探討，相互提高。
[關(guān)鍵詞]特種整流變壓器 繞組直流電阻不平衡 油色譜分析 分段測(cè)量 
 

我廠110KV開關(guān)站有4臺(tái)直降式ZHSFPTB—25500/110特種整流變壓器,其接線方式為Zn，d11，d5，2002年5月，4#整流變壓器進(jìn)行檢修時(shí)，發(fā)現(xiàn)繞組直流電阻不平衡的故障，經(jīng)過(guò)多方面的試驗(yàn)和查找，終于成功的查出故障原因并順利處理。通過(guò)這次故障的處理，我們對(duì)特大型特種變壓器的故障處理能力有了一定的提高，現(xiàn)將處理過(guò)程寫出，旨在與使用同類型變壓器的廠家相互探討，相互提高，本文存在的不足之處懇請(qǐng)大家批評(píng)指正。

1 故障的發(fā)現(xiàn)

2002年5月份，在對(duì)4#整流變壓器做高壓側(cè)直流電阻測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)三相直流電阻值嚴(yán)重不平衡，測(cè)量結(jié)果如表1：

測(cè)量時(shí)間：2002年5月31日

無(wú)載開關(guān)檔位：I檔測(cè)量?jī)x器：HYZC直流電阻速測(cè)儀油溫：40ºC

表14#整流變壓器高壓側(cè)直流電阻測(cè)量結(jié)果

根據(jù)《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)變壓器的規(guī)定：1600KVA以上的變壓器，各相繞組電阻相間不平衡率不應(yīng)大于2%，該變壓器不能繼續(xù)投入運(yùn)行。將該結(jié)果與2000年11月份預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)測(cè)量結(jié)果相比，不平衡率明顯增大，B相直流電阻值顯著增加。當(dāng)時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果如表2：

測(cè)量時(shí)間：2000年11月6日

無(wú)載開關(guān)檔位：I檔測(cè)量?jī)x器：HYZC直流電阻速測(cè)儀油溫：34ºC

表24#整流變壓器高壓側(cè)直流電阻測(cè)量結(jié)果

2 故障的判斷及處理

常見的引起直流電阻不平衡的主要原因有以下幾種：分接開關(guān)接觸不良；套管下部樁頭連接松動(dòng)；引線脫焊；繞組脫焊；層、匝間短路。

經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)換無(wú)載分接開關(guān)再進(jìn)行測(cè)量，以及打開B相套管將軍帽直接在B相穿纜引線鼻子處測(cè)量，測(cè)量結(jié)果均未發(fā)生變化。對(duì)有載調(diào)壓開關(guān)吊芯檢查，也未發(fā)現(xiàn)異常。因變壓器并無(wú)瓦斯信號(hào)，我們對(duì)變壓器油取樣做了氣相色譜分析試驗(yàn)，結(jié)果如表3：

測(cè)量時(shí)間：2002年6月5日（單位：μL/L）

表34#整流變壓器油色譜分析試驗(yàn)

總烴、乙炔、氫氣三項(xiàng)主要指標(biāo)未見任何異常。

為了弄清不平衡系數(shù)超標(biāo)的原因，決定將變壓器油放掉，進(jìn)入器身檢查。進(jìn)入器身后，對(duì)變壓器分接開關(guān)、繞組引線、繞組焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。然后對(duì)繞組進(jìn)行分段測(cè)量，以確定故障點(diǎn)。測(cè)量結(jié)果如表4：

測(cè)量時(shí)間：2002年6月10日—7日測(cè)量?jī)x器：HYZC直流電阻速測(cè)儀

表44#整流變壓器內(nèi)部繞組直流電阻測(cè)量

由表4的結(jié)果判斷，調(diào)變B相基本繞組發(fā)生故障，決定對(duì)變壓器進(jìn)行吊芯，在基本繞組吊出后，檢查發(fā)現(xiàn)B相線圈zui下端銅線已嚴(yán)重?zé)龘p，受損處有明顯的銅熔化痕跡，基本繞組與公共繞組之間兩層0.6mm的絕緣紙板內(nèi)層燒穿一周，另一層有明顯燒糊的痕跡。更換上新的基本線圈后再測(cè)量三相直流電阻，分別為0.992Ω、0.978Ω、0.986Ω，符合要求。

3 故障原因的分析

由色譜分析的結(jié)果（表3）看，其中CO、CO₂的指標(biāo)偏高，說(shuō)明變壓器存在固體絕緣材料分解現(xiàn)象。CO、CO₂是油紙絕緣系統(tǒng)中固體材料分解的特征氣體，反映了變壓器中固體絕緣材料的老化情況。大型變壓器發(fā)生低溫過(guò)熱性故障時(shí)，因溫度不高，所以油分解不劇烈，因此烴類氣體含量不高，而CO、CO₂含量變化較大，但此故障不會(huì)導(dǎo)致線圈燒損。

當(dāng)變壓器受到雷擊或帶負(fù)荷分?jǐn)嚅_關(guān)時(shí)會(huì)引起線圈受損。4#整流變壓器自投運(yùn)以來(lái)避雷器動(dòng)作計(jì)數(shù)器未動(dòng)作，經(jīng)多次試驗(yàn)證實(shí)該計(jì)數(shù)器正常；在操作中我們嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，僅有幾次緊急停電。

4#整流變壓器自98年12月15日投運(yùn)以來(lái)，一直在額定容量的50%--75%之間運(yùn)行，且上層油溫不高于70℃，但從被燒線圈的銅熔化痕跡及兩層絕緣紙板的燒損程度來(lái)看，可以斷定該處產(chǎn)生過(guò)高溫。在查找4#整流變壓器歷史資料的過(guò)程中，我們?cè)谄渲谱鳌惭b的總結(jié)材料上未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，但在《整流變壓器制造監(jiān)理總結(jié)》中發(fā)現(xiàn)，對(duì)導(dǎo)線質(zhì)量的評(píng)論特別強(qiáng)調(diào)僅為“合格”。這說(shuō)明該故障與導(dǎo)線質(zhì)量有直接關(guān)系。

4 有待解決（存在）的問(wèn)題

既然變壓器線圈嚴(yán)重?zé)龘p，那么變壓器油中應(yīng)該有油分解的產(chǎn)物，但為何變壓器既無(wú)瓦斯信號(hào)同時(shí)在色譜分析的烴類指標(biāo)上也沒(méi)有反映？如果單純從設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、制造工藝上究其原因，過(guò)于片面；又或者說(shuō)，這一特殊性的強(qiáng)油風(fēng)冷變壓器還存在其他未知原因？

這次故障的發(fā)現(xiàn)極其偶然，今后應(yīng)采用什么方法才能有效的監(jiān)視在線運(yùn)行的變壓器？這種現(xiàn)象到底是個(gè)別現(xiàn)象還是普遍現(xiàn)象？以上這些問(wèn)題還有待進(jìn)一步探討。