關于整流變壓器高壓側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

本文詳細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，并對故障原因作了細致的分析，同時針對分析過程中出現的矛盾提出了疑問，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量

我廠110KV開關站有4臺直降式ZHSFPTB—25500/110特種整流變壓器,其接線方式為Zn，d11，d5，2002年5月，4#整流變壓器進行檢修時，發現繞組直流電阻不平衡的故障，經過多方面的試驗和查找，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，我們對特大型特種變壓器的故障處理能力有了一定的提高，現將處理過程寫出，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大家批評指正。

1 故障的發現

2002年5月份，在對4#整流變壓器做高壓側直流電阻測量時，發現三相直流電阻值嚴重不平衡，測量結果如表1：

測量時間：2002年5月31日

無載開關檔位：I檔測量儀器：HYZC直流電阻速測儀油溫：40ºC

有載開關檔位	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#整流變壓器高壓側直流電阻測量結果

根據《電氣設備預防性試驗標準》有關變壓器的規定：1600KVA以上的變壓器，各相繞組電阻相間不平衡率不應大于2%，該變壓器不能繼續投入運行。將該結果與2000年11月份預防性試驗時測量結果相比，不平衡率明顯增大，B相直流電阻值顯著增加。當時的試驗結果如表2：

測量時間：2000年11月6日

無載開關檔位：I檔測量儀器：HYZC直流電阻速測儀油溫：34ºC

有載開關檔位	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#整流變壓器高壓側直流電阻測量結果

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：分接開關接觸不良；套管下部樁頭連接松動；引線脫焊；繞組脫焊；層、匝間短路。

經過多次轉換無載分接開關再進行測量，以及打開B相套管將軍帽直接在B相穿纜引線鼻子處測量，測量結果均未發生變化。對有載調壓開關吊芯檢查，也未發現異常。因變壓器并無瓦斯信號，我們對變壓器油取樣做了氣相色譜分析試驗，結果如表3：

測量時間：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

總烴、乙炔、氫氣三項主要指標未見任何異常。

為了弄清不平衡系數超標的原因，決定將變壓器油放掉，進入器身檢查。進入器身后，對變壓器分接開關、繞組引線、繞組焊接點進行檢查，沒有發現問題。然后對繞組進行分段測量，以確定故障點。測量結果如表4：

測量時間：2002年6月10日—7日測量儀器：HYZC直流電阻速測儀

測量部位	A （Ω）	B （Ω）	C （Ω）
整變繞組	1.446	1.434	1.446
調變基本繞組	0.909	13.158	0.908

表44#整流變壓器內部繞組直流電阻測量

由表4的結果判斷，調變B相基本繞組發生故障，決定對變壓器進行吊芯，在基本繞組吊出后，檢查發現B相線圈zui下端銅線已嚴重燒損，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

由色譜分析的結果（表3）看，其中CO、CO₂的指標偏高，說明變壓器存在固體絕緣材料分解現象。CO、CO₂是油紙絕緣系統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。大型變壓器發生低溫過熱性故障時，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，但此故障不會導致線圈燒損。

當變壓器受到雷擊或帶負荷分斷開關時會引起線圈受損。4#整流變壓器自投運以來避雷器動作計數器未動作，經多次試驗證實該計數器正常；在操作中我們嚴格遵守操作規程，僅有幾次緊急停電。

4#整流變壓器自98年12月15日投運以來，一直在額定容量的50%--75%之間運行，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，可以斷定該處產生過高溫。在查找4#整流變壓器歷史資料的過程中，我們在其制作、安裝的總結材料上未發現問題，但在《整流變壓器制造監理總結》中發現，對導線質量的評論特別強調僅為“合格”。這說明該故障與導線質量有直接關系。

4 有待解決（存在）的問題

既然變壓器線圈嚴重燒損，那么變壓器油中應該有油分解的產物，但為何變壓器既無瓦斯信號同時在色譜分析的烴類指標上也沒有反映？如果單純從設計、結構、制造工藝上究其原因，過于片面；又或者說，這一特殊性的強油風冷變壓器還存在其他未知原因？

這次故障的發現極其偶然，今后應采用什么方法才能有效的監視在線運行的變壓器？這種現象到底是個別現象還是普遍現象？以上這些問題還有待進一步探討。

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