特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100
摘要：在改革开放的浪潮下，我国的经济在快速的发展，电力系统逐渐完善。本文主要针对一起110kV变压器跳闸事故，通过试验分析，判断为绕组变形引起的内部短路放电，吊罩结果与试验分析高度吻合。论文进一步分析了变压器绕组变形常用的三种检测技术原理，对变压器绕组变形检测与管理提出了几点建议。
关键词：变压器;绕组变形;频率响应
由试验数据分析，低压绕组电容量相比2013年出现了显著的下降，最大偏差达到了－4.82%，一般认为，如绕组电容量偏差超过5%，变压器处于严重状态。该变压器偏差尚未超标，但是偏差值已经接近5%。低电压阻抗试验数据分析，中压－低压绕组短路阻抗与初值偏差达到了－1.92%，虽未超过2%的标准值，也已经十分接近。而从变压器频响波形曲线可以发现，高压三相绕组频率响应曲线的相关系数较高，各频段谐振点位置较为一致，基本上可以排除高压绕组存在变形。中压绕组频响曲线，220～700kHz区间内，B相绕组的频率响应曲线(实线)与A、C两相绕组的一致性较差，谐振点位置发生了变化，B相绕组在300kHz，430kHz，560kHz附近有异常谐振峰。变压器绕组频率响应曲线在100～600kHz区间内异常主要反映了绕组扭曲鼓包等局放变形现象。低压绕组频率响应曲线，100～200kHz区间内，B相绕组(频响曲线为实线)与A、C两相绕组的一致性较差，谐振点发生移动，反映了绕组电感发生了变化。由于该变压器没有历史频响试验数据可比对，所以主要以三相横向比对来分析。通过对曲线形态和一致性的分析，高压绕组无变形，中压绕组B相存在扭曲或鼓包变形的可能性较大，低压绕组无明显变形现象，但绕组电感发生了明显变化，应与中压绕组变形导致中－低互感改变有关。以上是对于绕组变形的分析。该变压器在事故跳闸时，重瓦斯和轻瓦斯保护均动作，且油中乙炔含量显著超标，表明变压器内部发生了放电性故障。为进一步开展绝缘诊断，对该变压器进行局部放电试验。经检测，A、C两相加压到槡1.3Um/3时，未检测到明显的局部放电信号。而B相加压时，励磁电流相比A、C两相显著偏大，最终B相因励磁电流过大，无法开展试验，表明B相极有可能存在匝间短路。为进一步查找故障，决定对主变吊罩检查。吊罩后发现，该主变B相绕组撑条松动明显，并有数根已掉落。在解体过程中发现，中压绕组B相整体已发生变形，中压绕组B相有放电烧黑痕迹，中部有数饼发生变形，变形处两饼接近，绕组绝缘已烧融，形成匝间短路。吊罩图片如图4所示。
图4吊罩图片
吊罩检查结果与试验诊断分析结果高度吻合。查看运行记录，本次变压器短路跳闸故障，最大短路电流仅为额定电流的1.2倍，难以造成绕组严重变形。而2月3日的中压侧短路，中压绕组A、B、C相故障电流分别达到2621.7A、2659.8A、2508A，中压侧额定电流为299.9A，三相故障电流分别达到额定8.7、8.7、8.4倍，持续时间分别为2005、2005、2001ms。短路电流大，持续时间长，故障后绕组电容量与2013年数据相比出现明显下降，引起绕组变形的主要原因应为2月3日的中压侧短路。绕组变形后，在绕组局部形成绝缘损伤，在之后的运行中，因外力作用在绝缘薄弱部位发生短路放电。
3绕组变形检测分析
电力变压器发生短路故障时，绕组流过高出额定电流数倍至数十倍的短路电流，并在线圈周围产生漏磁场，电流与磁场的相互作用使得线圈受到巨大的电动力作用，如果电动力超过线圈机械程度耐受能力，绕组就会发生变形。绕组变形具有累积效应，并且呈现急速恶化的趋势。已经发生形变的线圈，机械强度会大大下降，其抵御下一次短路电流冲击的能力被严重削弱。所以，增强变压器绕组变形检测能力，及时发现变压器绕组变形并采取相应措施，对于防止变压器损坏事故，提高电力系统运行稳定具有重要意义。变压器绕组变形检测常用项目有3个:绕组电容量、低电压短路阻抗和频率响应。绕组电容量指的是当变压器制造完成后，绕组尺寸、相对位置、内部绝缘介质基本保持不变，如果把各个绕组等效成电容器的极板，内部填充的绝缘油和绝缘纸看成板间绝缘介质，则绕组等效电容量也应该是基本保持稳定。只有当变压器遭受运输冲撞或短路冲击，绕组整体发生位移或者变形，改变了等效面积或者等效距离，绕组电容量才会发生变化。由此可见，根据绕组电容量判断绕组变形情况，物理概念明确，结果较为可靠;但是，由于绕组电容量属于集中参数，对绕组整体变形与位移反应较准确，对鼓包、扭曲等局部变形，绕组电容量变化很小，反应不够灵敏。短路阻抗是指绕组的漏电抗，漏电抗值取决于绕组的几何尺寸，当绕组受到短路电流冲击，发生变形，几何尺寸改变，则漏电抗会发生相应的变化。短路阻抗对于影响绕组电感的变化较为敏感，如轴向变形、匝间开路、短路等，但是对于匝、饼间变形反应不敏感。
结语
1)严防变压器出口短路与近区短路事故发生，改善变压器运行环境，尽量避免短路冲击;2)加强老旧变压器和经常性遭受短路冲击的变压器的管理;变压器遭受严重的短路冲击后应及时开展绕组变形检测;3)对试验数据和波形及时存档，新入网变压器应保存交接时绕组变形试验数据，以备后期做比对分析;4)发现绕组变形情况较严重的变压器，应及时安排进一步的诊断，防止变压器带病运行酿成事故。
参考文献:
〔1〕电力行业高压试验技术标准化技术委员会．电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则:DL/T1093—2008〔S〕．北京:中国标准出版社，2008．
〔2〕华德峰，卞超，甘强，等．一起220kV变压器绕组变形故障分析〔J〕．江苏电机工程，2015，34(2):15-17．
论文作者:马兴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/15
标签：绕组论文; 变压器论文; 电流论文; 发生论文; 中压论文; 曲线论文; 电容量论文; 《防护工程》2018年第20期论文;