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關(guān)于整流變壓器高壓側(cè)直流電阻不平衡故障的處理

來源:青島豐平電子儀器儀表有限公司   2009年12月14日 22:23  

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)分析過程中出現(xiàn)的矛盾提出了疑問,旨在通過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

有載開關(guān)檔位

AO(Ω

BO(Ω

CO(Ω

不平衡率(%

11

1.002

1.131

1.001

12.4

13

0.992

1.085

0.995

9.08

17

0.996

1.140

0.995

13.9

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

有載開關(guān)檔位

AO(mΩ

BO(mΩ

CO(mΩ

不平衡率(%

13

929.8

931.5

925.7

0.6

14

913.8

911.2

906.8

0.8

15

932.9

930.7

926.9

0.7

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)過多次轉(zhuǎn)換無載分接開關(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)

組分 H2 CO CO2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 總烴 H2O
濃度 143.5 4639.4 11032.0 36.7 0.0 11.7 0.0 48.4 0.0

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,沒有發(fā)現(xiàn)問題。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

測(cè)量部位

A (Ω)

B (Ω)

C (Ω)

整變繞組

1.446

1.434

1.446

調(diào)變基本繞組

0.909

13.158

0.908

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,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看,可以斷定該處產(chǎn)生過高溫。在查找4#整流變壓器歷史資料的過程中,我們?cè)谄渲谱?、安裝的總結(jié)材料上未發(fā)現(xiàn)問題,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,但為何變壓器既無瓦斯信號(hào)同時(shí)在色譜分析的烴類指標(biāo)上也沒有反映?如果單純從設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、制造工藝上究其原因,過于片面;又或者說,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?以上這些問題還有待進(jìn)一步探討。

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