变压器绕组故障诊断实例分析

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1、变压器绕组故障诊断实例分析[摘要]关键词0引言变电技术变压器绕组故障诊断实例分析唐铭,李源,王伟,张仲(绵阳电业局,四川绵阳621000)介绍运用油气试验,高压试验,绕组频率响应试验并结合故障录波图,对一起变压器故障进行了综合分析和判断,最终确定了故障类型和故障部位.变压器绕组变形故障诊断电力变压器是电网的心脏,其运行稳定性对电力系统安全影响极大.只有对变压器的故障和异常运行进行准确地分析和判断,及时采取有效的处理措施,才能确保电网的正常运行和对用户的正常供电.本文通过多种试验手段对110kV园艺变电站I#主变故障进行了检查,经综合分析后,准

2、确判断出故障位置.1变压器试验数据分析1.1油气试验分析故障后,对本体油,瓦斯油及瓦斯气体取样并进行了相关试验,试验结果见表1.表1故障前后油气试验数据对比对比故障前后数据可看出本体油样,瓦斯油样及瓦斯气体中的C2H,总烃有明显增加,从而判断变压器内部有放电故障.1.2绕组频率响应分析由于录波图显示故障时高低压侧均有短路电流流过,因此有必要用频率响应法l】]对绕组进行绕组变形测试.通过分析高低压绕组频率响应曲线,发现故障后低压绕组三相间相关性好(相关系数见表2),且与故障前变化趋势吻合,说明低压绕组变形的可能性很小;故障后高压绕组频率响应曲线

3、如图1所示,相关系数见表3,故障后高压绕组三相中,高频段一致性较好,但在低频段B相与A,C两相差别大,而A,C两相曲线一致性较好.与故障前相比,B相在低频段有较多的谐振峰,说明高压绕组A,C两相变形的可能性小,B相绕组导线存在断开的可能.收稿日期:2010—09—02作者简介:唐铭(1981一),硕士,主要从事高压试验工作.24IWWW.chinaetnetJ电工技术表2低压绕组相关系数表3高压绕组相关系数图1故障后高压绕组频率响应曲线1.3高压电气试验分析故障后对变压器进行了全面检查性试验:绕组绝缘,本体介损,绕组泄漏,套管试验,高低压侧绕

4、组直流电阻等试验.结果显示绕组绝缘,本体介损,绕组泄漏,套管试验,低压侧绕组直流电阻均正常,但高压侧直流电阻异常;高压侧B相绕组在1,2,13—19档分接位置表现为开断,无法测出电阻值.从试验数据分析,高压侧B相调压线圈存在断开的可能.2变压器故障综合分析分析录波图,发现高压侧A,B,C三相均有故障电流,低压侧A,B相有短路电流,初步判断变压器内部存在短路故障.若变压器低压侧A,B相间匝间短路,保护故障录波图符合相间短路故障,但10kV侧电压无明显降低,故障电流偏低且变压器线圈间都有围屏包裹,故匝间短路可能性小;若变压器高压侧B相调压线圈有匝

5、间短路,保护分析高压侧B相电流较大,A,C相电流与B相反相,幅值为B相的一半,低压侧A,B相电流大变电技术小相等,方向相反,有载试验分接头B相有断点,结合高压,油气等试验结论,可判断高压侧B相匝间轻微短路可能性较大.由以上分析可以推断:由于某种原因,变压器内部曾发生过放电故障,放电时的大电流导致高压绕组B相调压线圈被烧断,从而引起主变本体轻瓦斯动作,相应开关跳闸.3变压器吊罩后对比分析变压器吊罩后,发现B相调压线圈下沉,油箱内有电弧造成分解物,打开围屏发现.调压绕组熔断,经试验确认调压绕组Y2一Y3间开路;线圈整体下沉约4cm,水平顺时针方向

6、移动3cm,线圈上部个别压紧螺杆有倾斜,如图2所示.有载调压开关选择,切换导电部分金属镀层氧化变黑,如图3所示.图2故障后的高压绕组B相经分析,此次变压器故障的诱因可能是:(1)顶部运输定位销安装时未取下,震动造成线圈位移变形;(2)生产时,线圈固定不好,调压线圈绝缘不良,造成运行中调压线圈匝间绝缘击穿熔断.通过油气色谱分析,可确定变压器内部有放电故障,与吊罩检查结果完全符合;高压试验的绕组绝缘,本体介损,绕组泄漏,套管试验项目均合格,未发现故障;故障中绕组匝间短路导致绝缘烧损,导线图3有载调压开关选择,切换导电部分烧断,但只有很少匝数被烧断

7、,是一个局部故障,不会对变压器绕组对地绝缘,相问绝缘产生太大破坏,因此相关绝缘试验也没有发现异常.变压器每个绕组均可视为一个由电阻,电容,电感等分布参数构成的无源线性双端口网络,当变压器内部发生变化时,其绕组的参数和函数曲线也会随之改变.通过分析绕组频率响应曲线,发现高压绕组B相低频段出现谐振峰,与A,C两相差别很大.这可能是因为导线被烧断后,在高频小电流通过时,其等值电路可以认为是一个低阻值电阻和一个电容并联,这个电路插在电感电路上时,与各分支电感电容谐振,从而产生谐振峰.结合高压侧直阻测试结果,进一步验证了高压侧绕组B相调压线圈存在导线烧

8、断的推论;同时,吊罩检查结果也验证了分析的正确性.4结束语变压器发生故障(特别是短路故障)后,不仅应进行常规的油气试验,高压试验,还应进行绕组变形试验,本文用频率响