变压器绕组变形的测试技术经多年发展,取得了明显的经济效益和社会效益,已成为电力工业的反事故措施之一,华北电力集团公司已纳入《电力设备交接和预防性试验规程》。为准确判定变压器绕组是否变形,根据多年的实践经验,提出了变压器绕组变形的测试判据、判断原则和注意事项。
关键词频率响应法变压器绕组变形判据
1基本情况
变压器在运行中不可避免地要遭受出口短路或近区短路故障冲击,在运输安装过程中也可能受到碰撞冲击。在这些冲击力(包括电动力和机械力)作用下,变压器绕组就可能发生变形(如轴向、径向尺寸变化、位移、扭曲、鼓包等)而导致匝间短路,*终造成变压器损坏。
变压器遭受冲击后,绕组是否有变形?是继续运行一段时间,还是立即退出运行?这些问题靠常规的电气试验是不能解决的,即使是耗时费力的吊罩检查也只能检查到围屏或*外层绕组。进入90年代,华北电力科学研究院开发研制了基于频率响应分析法的变压器绕组变形测试系统,并将该系统向国内各地推广应用,对电网**运行及检修起到了重要作用。如包头强烈地震后,一台220kV变压器套管升高座法兰扭裂,套管位移并喷油,经采用变压器绕组变形测试系统测试,证明变压器绕组没有变形,在其它电气测试合格的情况下,及时恢复了运行;某台220kV变压器低压侧发生三相短路故障后,经绕组变形测试确定低压侧三相绕组发生严重变形,高、中压绕组无变形。制造厂在变压器解体前制作了3个低压绕组,使检修时间大大缩短;某电厂一台220kV厂变短路后只进行常规电气试验而未进行绕组变形测试,3个月后正常运行中发生事故致使变压器损坏报废,解体后证实上次短路造成的绕组变形处发生了匝间短路。
来源:http://tede.cn
经过几年来的大量实践,证明了频率响应法能准确有效地诊断变压器绕组变形,而且该系统还有体积小,重量轻,稳定性高,抗干扰,使用简便等优点,因此在原电力工业部反事故措施及华北电力集团公司反事故措施中明确规定应进行变压器绕组变形试验。华北电力集团公司《电力设备交接和预防性试验规程》(1996年)将变压器绕组频率响应试验列入其中,规程规定110kV及以上变压器在交接和短路后应进行绕组变形试验。随着变压器绕组变形测试(频率响应分析法)列入规程,这项工作将更加规范化和标准化,也必将对电网产生更大的效益。
目前国内变压器绕组变形测试仪器主要有3种:计算机控制进口频响仪;计算机控制双通道数据采集卡及进口信号源;计算机控制双通道数据采集卡及信号源卡。3种仪器各有优缺点,但测试原理完全一样。在变形判据方面,有相关系数法及差值法,其实质也相同。目前对绕组变形的判断是由大量试验研究得出的。通过开发实践,华北电力科学研究院积累了大量的试验数据,并收集了兄弟单位的一些试验数据,在此基础上形成了较可靠的变形判据。
本文探讨了变压器绕组变形判据及判断的一些原则和经验,着重介绍了变压器绕组变形典型测试结果,以期对变压器绕组变形判断做出有益的工作。
请登陆:输配电设备网 浏览更多信息
2实际应用
迄今为止,华北电力科学研究院已经进行了约200台变压器的绕组变形试验工作。试验工作按性质可分为2类:
(1)变压器投运前的交接试验,主要目的在于提供原始数据,以便变压器发生事故后,通过与原始数据对比,获得可靠的判断结果,也可以检查变压器安装及运输情况;
(2)变压器事故后的变形试验(包括对发生过短路的变压器进行的试验),主要目的在于对变压器进行**的分析与诊断,发现隐患,为变压器**运行及检修工作提供依据。
3变压器绕组变形判据
3.1有关测试方法的注意事项
可靠的测试结果是变压器绕组变形判断的基础,测试时应注意以下事项:
(1)试验前仪器应可靠接地,*好使用隔离变压器;
(2)试验前应将被试变压器线端对地放电,以防静电或感应电损坏仪器;
(3)试验电缆放好后,先将电缆短接,检验仪器及电缆是否完好,检验曲线应近似一条0dB直线(末端允许有±1dB);
(4)输入被试变压器铭牌以及分接位置,注明试验是在末屏或变压器外部直接接线;
(5)应注意电缆与仪器及被试变压器接触良好;
(6)应尽量在*大分接位置试验;
(7)应尽量保持变压器外部接线一致; 来源:http://www.tede.cn
(8)对110kV及以上变压器绕组,试验引线与套管间杂散电容可能会影响其频响曲线高频部分的一致性,应尽量在前后试验或三相试验时保持一致:
(9)试验中如果变压器三相频响特性不一致,应检查设备后重做,直至同一相两次试验结果一致;
(10)试验完成后,检查数据文件是否存妥,然后退出测试系统并依次关机。
3.2变压器绕组变形判据
经验表明:中、低频部分(10~500kHz)的频响曲线具有较丰富的谐振点,这些谐振点的变化灵敏地反映了变压器绕组断股、鼓包、扭曲、饼间错位等变形情况,而高频部分(500kHz以上)能反映出变压器绕组位移。在进行判断时,应重点注意中、低频部分,高频部分可作为参考。大量实践研究表明,对绕组变形较准确的定性的判断已能满足变压器运行部门的需要。
基于上述需要,我们把变压器绕组变形分为以下3种。
(1)轻微变形:指存在不明显变形,变压器仍可以继续运行,绕组不需要整修。
(2)中度变形:指存在明显变形,需加强监督,应在适当时机安排检修,再次短路或其它冲击将有很大可能造成变压器损坏,需要整修或更换绕组。
(3)严重变形:指因变形而不能继续运行,必须马上处理。
针对上述三种程度的变形我们给出了附表的参考注意值,其含义是两条曲线差值的方均根值。根据大量的试验结果计算,选定计算参考注意值的频率范围为10~515kHz,乃至700kHz。曾使用附表注意值判断变压器绕组变形约400台(其中约20台已变形),尚无误判断。
来源:www.tede.cn
(1)首先对测试结果进行相间比较,如果所得的差值小于相应的注意值,则变压器绕组无变形;
(2)如果测得曲线注意值超过了相应的注意值,需要将测试结果与该变压器的原始测试结果进行比较。如果两次测试的差值接近,则变压器绕组无变形;
(3)如果没有原始测试结果,则可与同厂同型同期变压器的测试结果进行比较;
(4)*后判定变压器绕组变形还应参考辅助判断条件及注意事项。
3.4辅助判断条件
试验前应掌握有关变压器的基本情况。如果以下4项均为否,即使超过注意值也不应判断为绕组发生变形。如果以下4项有1项是,且超过注意值,变压器绕组才有可能变形。
(1)该变压器是否是抗短路能力较差的薄绝缘铝线圈变压器或分裂线圈变压器;
(2)该变压器在运输安装过程中,是否发生过碰撞;
(3)该变压器是否发生过出口或近区短路;
(4)该变压器其它试验项目(如直阻、线圈对地介损及电容量、色谱等等)是否存在不合格;
3.5注意事项
根据200多台变压器的测试和分析经验,得出以下几条注意事项:
(1)在低频部分(几十kHz)频响曲线一般能够较好地重合,否则应怀疑测试接线接触**;
(2)一般来说35kV及以下变压器(包括厂变)频响特性一致性可能较差,应在交接时留原始数据待比较;
(3)测得的频响曲线一般在+20~-80dB之间,如果超此范围应检查试验回路是否接触**或断线;
(4)角接绕组分开试验时三相频响特性可能不一致;
(5)平衡绕组可能引起三相频响特性不一致;
(6)绕组严重变形会影响临近绕组的频响特性;
(7)有些小厂及现场检修的变压器,由于工艺较差可能导致变压器绕组频响特性不一致;
(8)有资料表明温度对频响特性有影响。
4结束语
(1)实践证明变压器绕组变形测试技术(频率响应法)是一项行之有效的试验方法,其测试仪器、测试方法、判据也日趋完善。对电网**生产有重大的经济效益;
(2)变压器绕组变形测试仪器自动化程度高,使用简单,但试验人员应认真学习,提高对该项技术的认识,以保证试验结果的可靠;
(3)判断变压器绕组变形是一项较复杂的综合技术,不能简单地靠附表的判据判断,应综合考虑各种因素并注意参考已有的经验(华北电力科学研究院提供大量的变形实例),必要时可请专家会诊;
请登陆:输配电设备网 浏览更多信息
(4)较可靠的定性的判据已能满足运行部门的需要。片面要求准确定量分析的判断在工程上没有多大的意义,且有事实证明会引出较多的误判断。