220kV变压器故障的电气试验分析

220kV变压器故障的电气试验分析

发表时间：2017-11-29T15:19:10.303Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：王庆1 王少鲁2

[导读] 摘要：变压器在用电高峰期过后进行本体排油，从检查窗进去对变压器内部检查验证后，发现Ｂ相低压线圈发生轻度变形，核实了本次试验结论的正确无误性。

（1.国网陕西省电力公司西安供电公司；2.国网陕西省电力公司检修公司陕西省西安市 710043）

摘要：变压器在用电高峰期过后进行本体排油，从检查窗进去对变压器内部检查验证后，发现Ｂ相低压线圈发生轻度变形，核实了本次试验结论的正确无误性。此次缺陷处理提醒大家，试验是电力设备运行和维护中的一个重要环节，用以发现运行中设备的隐患，预防事故的发生或设备的损坏，对设备进行检查、试验或监测，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。不能有丝毫懈怠，一时的疏忽就可能放过一个故障，造成无法弥补的后果。这就要求对试验工作要抓细、抓严，善于对试验数据进行分析，建立样本档案，并且要不断积累经验，以便及时发现、了解设备缺陷，确保安全生产。

关键词：220kV；变压器故障；电气实验分析

一、电气试验分析

2010年10月25日，该主变进行了周期性预试，预试结果正常。2011年10月20日，该主变停止运行后，于10月28日进行了主变频谱试验、绕组电容量试验、低电压短路阻抗试验、直流电阻试验和绝缘电阻试验。

1.绕组电容量测试中高中对低地电容量变化达16%，低对高中电容量变化达13%，其余试验数据差异不大判断分析为2#主变中压侧绕组发生变形。

2.频谱试验中反映高压共同绕组部分三相一致性较好，中压、低压绕组的三相响应曲线差异性大，绕组极可能已发生局部变形现象。从绕组频响法变形试验结果及电容量变化量分析，基本判定变压器中压绕组存在严重变形情况。直流电阻值无异常，说明中压绕组虽然已严重变形，但尚未形成匝间短路。

3.2012年7月27日，在变压器油中乙炔的体积分数出现第１次跳变后进行油位、潜油泵检查，铁心接地电流监测，以及局部放电、高频局部放电试验，未发现明显放电信号。油箱液位检查，变压器本体油位一直指示在本体油箱60％位置，有载油位持续指示在储油柜50％位置，油位没有变化，对油枕进行红外测温，未见油位变化，排除分接开关油箱向本体油箱内漏引起油色谱超标的可能性；潜油泵启动检查，潜油泵手动运行１ｈ并进行色谱分析，乙炔的体积分数没有明显变化，可以排除潜油泵绕组短路故障的可能；对该变压器铁心接地电流测试，为0.6ｍA，说明设备铁心没有多点接地的缺陷。2013年3月19日，对该变压器停电检修，检查高中压套管，进行例行试验和耐压及局部放电试验，均未发现异常。2013年5月，该变压器检修投入运行后乙炔的体积分数发生第２次跳变。对该变压器进行油位、潜油泵相关检查，并进行铁心接地电流监测，局部放电、高频局部放电试验，未发现异常。

4.变压器吊罩检查。2013年7月进行变压器吊罩检查。将变压器外罩吊开后，发现固定Ｕ相分接引线的支架与围屏表面发生局部放电故障。在Ｕ相中压侧围屏表面有树枝状放电痕迹，固定Ｕ相分接引线的支架上部、下部也有放电痕迹。在Ｕ相中压侧底部支架上发现掉落的胶垫残条，胶垫残条上有烧蚀痕迹。通过查找发现Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫部分缺损，通过复原发现掉落的胶垫残条正是此处缺损的部分。法兰胶垫及掉落的残条。通过对变压器吊罩检查，认为变压器安装不良造成Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫受力不均匀，导致部分胶垫挤压过度，在设备投入正常运行一段时间后，在设备启动或运行过程中，外界的轻微干扰造成挤压过度的Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫残条掉落，恰好落到Ｕ相分接引线的支架上，与围屏表面搭连，造成局部瞬时放电故障。

二、常规试验检查

1.绝缘电阻试验。在大短路电流作用下，初始机械损伤的基本形式是变压器绕组变形，它们发展的典型方式是变形引起局部放电，匝、股间短路，整段主绝缘放电或完全击穿导致主绝缘破坏，测量变压器的绝缘电阻是变压器出口近区短路后一项必要的检测项目。在测量绝缘电阻中，严格执行了Q/CSG 114002-2011规程标准。采用2 500 V摇表，绝缘电阻值与前一次的测量结果进行了比较，无明显差别。

2.直流电阻试验。由于大电流冲击，电流流过薄弱环节，会造成分接开关、套管引线接头、将军帽与线圈引出线之间接触不良。如果未能及时发现处理，任其发展会使接触不良点发热熔化而烧断，进而烧坏变压器。接触不良，匝间和股间短路可通过测量绕组直流电阻来发现。对该变压器试验数据进行分析，直流电阻试验的结果没有明显异常，220 kV侧绕组直流电阻的三相不平衡率和变化率与往年试验数据较一致，由此初步确定低压绕组出现轻微的损伤。

3.气相色谱分析。确定目标后，需进一步核实。对近区短路这类突发性故障，因为由于故障突然，产气快，一部分气体来不及溶解于油中就进入气体继电器。为此对气体继电器的气体进行了色谱分析，并且根据气体继电器中气体颜色初步确定一下故障的大致情况。试验结果表明，各种气体含量未发现异常，其中甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）相比以前有微量的增加，根据气体组份与内部故障特征关系，异常类型为过热或绝缘不良，但各项数据都在合格范围以内，可认为试验人员的测试误差，故不足以明确故障性质。

三、缺陷的判定及处理

1.缺陷的判定。近区短路后，绕组受到巨大电动力作用产生位移变形，绕组变形或位移后，即使没有立即损坏，也会留下严重故障隐患。通过绕组变形试验发现的差异，结合常规试验中直流电阻及气相色谱分析发现的微小变动，综合各个数据进行科学分析后，断定该变压器低压绕组B相存在轻微变形。

2.处理结果。变压器绕组变形后，要根据变压器的故障严重程度来决定能否继续运行，且运行时间的长短取决于变形的严重程度和部位。一是绝缘距离发生改变，固体绝缘受到损伤、击穿，导致突发性绝缘故障，甚至在正常运行电压下，因为局部放电而使绝缘击穿。二是绕组机械强度下降，其积累效应使绕组再一次遭受近区短路电流冲击时，将承受不住巨大电动力作用而发生损坏事故。为此根据本变压器故障性质，结合正值夏季用电高峰期，提出低压绕组受到近区短路冲击后有轻微变形，但不影响主变的运行。在制定了相关的技术安全措施和监视手段后，报上一级部门批准后主变顺利投运。运行期间特别执行了重点巡视、加强监测、减少负荷等。

四、处理措施及效果

1.处理措施。（1）对变压器Ｕ相中压侧围屏放电部分进行局部切割，并进行修补，对中压侧分接引线等部分进行绝缘处理。（2）．更换变压器Ｕ相中压侧升高座底部法兰胶垫。（3）对变压器油箱进行滤油处理，直到绝缘油中特征气体的体积分数为零为止。

2.处理效果。2013年7月3日变压器检修投运后，通过油色谱在线监测装置对主变压器的油色谱数据进行监测在变压器投运半个月后，