一种双电压变压器的故障分析

2012-10-21匡华明赵成山

中国设备工程 2012年11期

关键词：匝数相电流接线

匡华明，熊明，赵成山

（1.胜利油田河口采油厂，山东东营 257200；2.胜利油田鲁明公司，山东东营 257200）

因胜利油田河口采油厂油区范围较广，既有6kV的配电线路，也有10kV的配电线路，为满足生产需要，减少重复投资，一种满足6kV和10kV电压两用的配电变压器在河田采油厂逐步大面积推广使用。虽然便利性很高，但也出现过一种异常现象。

一、故障现象

义深3-4油井采用的一台S11-M-100/6-10的双电压变压器挂接在10kV配电线路上，并一直工作正常。因需要将这台变压器转移至6kV配电线路的义3-6-6油井，但投运后发现电动机声音异常，像是电源缺相。

二、故障处理

(1)用万用表测试各相低压侧电压都正常，测试电动机三相电流发现严重不平衡，一相电流只有2～3A，而其他两相都是22A、23A左右。

(2)测试变压器绝缘正常，测试绕组直阻，低压侧正常，10kV档高压侧绕组直阻正常，6kV档高压侧绕组直阻出现三相严重不平衡：RAC＝20.30Ω，RAB＝10.12Ω，RBC＝10.16Ω。分析三个数据，可以看出RAC＝RAB＋RBC(有微小的测量误差)。

(3)更换变压器后电动机异响消失，对故障变压器进行吊芯检查后发现，C相线圈在抽头Z'、Z之间出现了断线情况，看断头迹象是烧断的。

三、故障原因分析

(1)双电压配电变压器的工作原理。

这种双电压配电变压器应用于10kV电力系统上，接线方式是Yyn0，高压绕组采用Y联结(见图1)。

当变压器应用到6kV电力系统时，接线方式改为Dyn11，高压绕组采用D联结(见图2)。由于高压绕组由Y联结改为D联结，为使低压输出电压400V不变，此时的高压绕组需增加相应的匝数予以补偿(见图2)。

图1 高压Y联结（10kV）

图2 高压D联结（6kV）

(2)双电压配电变压器的接线原理。

图3为变压器的Y-D转换接线原理图，通过分接开关(I)实现调压，通过转换开关(II)实现Y-D转换。调压的过程为：当分接开关在1档时，接通1、2，此时高压绕组的所有线圈匝数全部用上；当分接开关调到2档时，2、3接通，1、3之间的线圈被短接；当分接开关调到3档时，3、4接通，此时用到的线圈匝数最少，从而实现变压器调压。转换过程为：接10kV电压时，转换开关(II)在10kV档，三相线圈接成“Y”；接6kV电压时，转换开关(II)在6kV档，三相线圈接成“△”，并增加相应的匝数予以补偿，保证了二次侧电压都是400V。

(3)故障原因分析。

因C相线圈在抽头Z'、Z之间出现了断线情况（图3中标记“”处），当变压器工作在10kV电力系统时，高压绕组采用Y联结，Z'、Z之间的线圈并不投入使用，因此变压器在10kV档时工作正常。当变压器工作在6kV电力系统时，高压绕组采用D联结，故障点所在的补偿线圈Z'、Z投入使用，造成了故障现象的发生。由于断头是在线圈的内层，烧断的线头又与外层漆包线出现了接触，即Z'、Z之间仍然有联系，但是这种接触不是十分良好，因此就造成了低压侧测量电压正常，但电动机三相电流严重不平衡，因缺相运行而发出异响的现象。