（中广核工程有限公司 广东省 518124）
摘要：电站主变压器属于主设备，安装质量及设备状况直接影响整个机组的运行状态，根据国标及厂家标准，主变压器在运输、设备安装过程中冲击记录不应超过3g，超过3g的情况下，需对变压器的状态进行评估或者返厂处理，本项目为主变压器在现场出现冲击记录超标的状况下，研究一套评价方法（现场增加特殊试验—长时空载和长时过流试验），以验证冲击记录超标是否对主变压器造成影响，为解决变压器冲击超标问题采取更恰当的处理方法奠定基础。
关键词：主变冲击超标情况；设备状况；验证试验；研究；应用
1、试验背景
变压器主要由铁芯和线圈组成，铁芯主要是构成闭合的磁通回路，线圈主要是通过电流，附属部件有引线部分、屏蔽部分等，通过正常的变压器交接试验，可以验证磁回路、电回路的完好性，但是当变压器冲击超标（超过3g）时，还应主要考虑对以下情况进行验证：
（1）变压器铁芯接缝是否发生变化；
（2）磁屏蔽和电屏蔽是否发生开裂、变形；
（3）主漏磁通道相对位置是否发生改变。
（4）引线部分夹具是否破损和移位
为验证以上部位是否受损，经专家评审决定增加长时空载和长时过流试验。
2、项目实施
由于这两项试验属于特殊试验项目，受制于过电流试验需要大型的试验变压器及大容量的电容器塔，一般现场不会进行这两项试验，经核算出所需的试验变压器容量及电容器容量，使这两项试验尤其是过电流试验在现场开展提供了可操作性，成功验证了某电站2号主变B冲击超标对变压器无影响。
3、对后续电站项目如在就位安装过程中出现冲击记录超标的解决提供了一种解决途径
通过1.1倍额定电压长时空载的试验，可以验证铁芯接缝是否发生变化和铁心硅钢片尖角是否发生由碰撞引起的变形搭接，若铁芯接缝处发生变化，将导致铁心磁通路径的变化，在长期空载试验时，变压器油会发生分解，此结论可以通过油色谱报告进行体现；若铁心硅钢片尖角发生变形，在长期空载试验时，变形的硅钢片将引起变压器油会发生分解，此结论可以通过油色谱报告中故障气体的成分，分析故障类型。
通过长时过流试验，验证漏磁通道是否变化、屏蔽部件等部件是否发生变化，如油箱屏蔽开裂或变形，在试验过程中，故障处油箱箱壁的温升将高于无故障区域，可以通过红外测温成像仪进行检测，也可通过油色谱进行分析；如主漏磁通发生变化、线圈内部移位、引线夹具发生移位破损，则变压器局部温升和散热将会出现异常，试验过程中，在变压器外部部分可以通过红外测温成像仪进行检查，在变压器内部部分可以通过油色谱报告进行分析有无异常。
1）试验方案设计：
长时空载试验：在额定分接下，高压绕组开路，从低压侧施加1.1倍额定电压，测量空载损耗和空载电流，持续24小时，并每4个小时取油色谱进行分析。
长时过流试验：在额定分接下，低压绕组短接，对高压绕组施加1.1倍额定电流，持续8小时，并每4个小时取油色谱进行分析。
2）试验方案实施
（1）长时空载试验
试验参数估算
根据出厂试验报告1.1倍空载电流27.98A，0.17%，空载损耗215.1kW；
变压器1.1倍空载容量S0=1.12•SN•I0%=1.21•400MVA•0.17%=0.82MVA；
升压变压器容量选择ST＞10•S0=8.2MVA；
选择升压变压器容量：5MVA×2=10MVA；变比k=66kV/（2×10）kV=3.3
试验电源输出电流I2=27.98×3.3=92.3A；输出电压U2=24×1.1/3.3=8kV；
试验电源功率因数大于90%，试验回路有功损耗计215.1kW，则：
试验电源输入电流I1=215.1kW/10kV/1.732/90%=13.7A。
长时空载试验主要试验设备
A：高压变频调压电源VF
额定容量：5500kW；
额定电压：输入三相10kV，输出单相10kV；
额定输出电流：550A；
频率：0Hz~60Hz
电压波形：THDu≤4%
电压稳定度：≤1%
B：升压变压器Ts（2台）
额定容量：5000kVA；
相数：单相；
额定电压：10kV/66kV/120kV/160kV；
额定电流：500A/41.67A/41.67A/31.25A；
短路阻抗：10kV/66kV2.24%；10kV/120kV3.72%；10kV/160kV4.08%；
（2）长时过流试验
（5）试验过程与结果
长时空载试验电压升至1.1UN开始计时，维持电压并持续24小时，在此过程中，每4小时取油
样；长时过流试验在0.1IN、0.2IN、0.3IN、0.5IN、0.8IN、IN电流下做短暂停留，测量并记录电流、电压和损耗，无异常时方可继续升压，额定电流下负载损耗不超过变压器技术协议规定（667kW/75℃），到达试验电流1.1IN后，保持负载电流不变，持续8h。
结果：试验期间变压器顶层油温温升未超过40K，油样色谱分析正常。
（6）实施效果
项目主变B相经过现场增加试验（长时空载试验、长时过流试验）验证，油温曲线正常，油色谱分析数据正常，目前已运行近1年时间，运行状况良好。
3．该项目与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较（包括存在问题及改进措施）
国内首次在现场实施500kV主变压器长时空载和长时过流试验，与在变压器厂内实施两项试验有以下区别：
本次试验中，补偿电容QC略大于所需补偿容量Q，试验回路呈现微弱的容性。变压器制造厂一般采用工频发电机作为电源开展负载试验，若采用过补偿，则有可能产生自激现象，因此，为在尽量充分补偿的同时保障试验设备和被试品的安全，变压器厂内一般采用欠补偿的无功补偿方式。
但本试验使用的是专为大型变压器现场试验设计制造的大功率变频电源，采用交—直—交三相整流/单相逆变技术，特性为从电源输出端口看，电源内阻抗极大，且输出功率因数越高，输出功率越大越稳定。因此与发电机供电构成的试验回路不同，变频电源供电的过电流试验中，电容补偿应尽量采用全补偿模式，即补偿的容性容量与被试变吸收的感性容量越接近越好，而不必考虑补偿后对于电源的整体负载属性。这使得以变频柜为电源的试验回路能更充分补偿，进一步减小所需电源容量。
4．创新点
1）国内首次实现了500kV主变压器长时空载试验及长时过流试验在现场实施。
2）开发了一套供500kV变压器长时空载试验和长时过流试验在现场实施的试验设备及配置方案。本试验使用的是专为大型变压器现场试验设计制造的大功率变频电源，采用交—直—交三相整流/单相逆变技术，特性为从电源输出端口看，电源内阻抗极大，且输出功率因数越高，输出功率越大越稳定，并制作配置了足够容量的电容，采用全补偿模式，即补偿的容性容量与被试变压器吸收的感性容量越接近越好，而不必考虑补偿后对于电源的整体负载属性。这使得以变频柜为电源的试验回路能更充分补偿，进一步减小所需电源容量。
建立了一种变压器冲击超标后设备状态评价准则，见表1《故障类型分析评价表》。通过分析变压器冲击记录超标可能造成的各种故障类型，在现场进行增加相应的试验项目，分析对比试验结果，通过现场实施评价变压器设备状态。
论文作者:李进国,庞小雷
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/5
标签：变压器论文; 电源论文; 容量论文; 电流论文; 色谱论文; 回路论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第14期论文;