220kV电力变压器监理抽检控制关键点研究

宋念达

(江苏省宏源电力建设监理有限公司， 江苏 南京 210024)

220kV电力变压器监理抽检控制关键点研究

宋念达

(江苏省宏源电力建设监理有限公司， 江苏 南京 210024)

摘 要：从电力变压器常见故障出发，通过对多次电力变压器监理抽检后反馈的问题进行分析，提出电力变压器抽检过程中应加强控制的关键点，并最终提高电力变压器抽检质量。

关键词：变压器；监理；抽检；关键点

0 引 言

电力变压器是整个变电站中最核心的电气设备，对电网安全运行具有重要影响。抽检是甲方委托设备监理对电力变压器质量控制的一种重要方式。各级电力公司一直重视变压器抽检工作。笔者长期从事江苏省内 220 kV 变压器监理抽检，2012 年至 2013 年期间，共发现质量问题共计 700 余条，信息量庞大。通过对抽检过程中发现的质量问题统计分析，并对抽检控制点进行研究，提出电力变压器抽检控制关键点改进方法，将对提高电力变压器抽检质量具有十分重要的意义。

1 监理抽检整体情况

抽检通常分为三个步骤。第一步对产品进行随机抽样并现场封样，每个参检企业抽取 3 台变压器样品，1 台进行电气试验、1 台进行密封试验和外观检查、1 台进行吊心检查。第二步按照工作合同和工作细则的要求对样品进行例行试验、型式试验、密封试验及外观和吊芯检查，并形成完整的试验、检查记录，经相关各方签字后密封存档。第三步对试验、检查记录进行综合归纳得出最终结论。

参检的企业共 7 家，其中江苏 4 家，浙江 1 家，重庆 1家，山东 1 家。一定程度上反映了目前江苏电网所用变压器生产企业的现状，且具有一定的代表性。2012 年至 2013 年抽检的 73 台样品中，全部电气试验结果符合国家标准的有 68台，达标率为 93%；全部电气试验结果符合用户技术协议的有 59 台，达标率为 80%。总体来看，目前 220 kV 变压器生产企业在电气绝缘性能等方面做得比较好，但在节能指标、密封性能和加工工艺等方面有待进一步提高。

2 主要质量问题原因分析

220 kV 变压器供应商制造水平较配变高，产品指标性能方面存在问题相对较少。抽检发现问题主要是工艺控制和原材料—组部件问题。

2.1 电气性能试验分析

2.1.1 局部放电测量

局部放电测量是 220 kV 变压器产品的例行试验。变压器产品在长期挂网运行过程中，其内部绝缘的某些薄弱部位在高场强作用下发生局部放电，从而导致绝缘性能下降，直至造成击穿，影响电网安全运行。

抽检的 73 台样品中仅有 1 台变压器产品的局部放电指标不符合国家标准和技术协议要求，另有 1 台变压器局部放电试验未能一次顺利通过，但经过简单处理后通过。

2.1.2 空载损耗测量

空载损耗是变压器不带负载时产生的损耗，主要与铁心硅钢片的磁滞损耗和涡流损耗有关。本次检测空载损耗以国家标准考核，所有样品都符合要求，达标率为 100%。

以技术协议进行考核，不符合要求的样品共有 10 台，占14%。从对 7 家企业样品用户技术协议的统计来看，用户制定的空载损耗要求值比国家标准平均低 23%。本次检测空载损耗实测值比国家标准要求的损耗值平均低 31%，比技术协议要求的损耗值平均低 7.6%。

2.1.3 负载损耗测量

负载损耗是指变压器在额定电流下通过绕组电阻产生热效应而导致的损耗和漏磁场产生的各种附加损耗。本次检测负载损耗以国家标准考核，不符合标准的样品有 2 台，占3%。以技术协议进行考核，不符合要求的样品有 7 台，占10%。从对 7 家企业样品用户技术协议的统计来看，用户制定的负载损耗要求值比国家标准平均低 4%。本次检测负载损耗实测值比国家标准要求的损耗值平均低 3.1%，比技术协议要求的损耗值平均低 1.2%。

2.1.4 绝缘试验

220 kV 电力变压器的绝缘试验项目包括工频耐压试验、感应耐压试验和雷电冲击试验(全波和截波)。这些试验是确定变压器能否承受操作过电压和大气过电压的主要指标，绝缘试验不合格的产品不可以挂网运行。所有的抽检样品均一次性通过所有的绝缘试验项目。

2.2 温升试验

变压器的温升直接关系到变压器的超铭牌容量运行能力和运行寿命，是电力变压器一项重要的型式试验项目。在 7家参检企业产品中，有 31 台产品的技术协议温升值较国家标准严格，占受检产品的 42%。检测结果显示，所有参检企业的温升测量值均符合国家标准和技术协议要求。

2.3 密封试验

变压器油渗漏会造成变压器油的加速老化，影响变压器运行寿命，污染环境。本次检测按国家标准要求施加 50 kPa压力，72 h 内不应有任何渗漏。检测结果为 1 家企业的产品有渗漏油现象，占 14.3%，其他企业的产品都达到国家标准要求。本次检测密封试验不符合要求的主要原因是企业外购的法兰密封圈存在质量缺陷，导致渗漏。

2.4 外观及吊芯检查分析

吊芯和外观检查对变压器安全运行起着非常重要的作用。本次检测发现有 2 家企业的样品油箱或器身上存在金属异物；另外，7 家企业的样品普遍存在螺母或胶木螺母松动、螺杆与螺母配合有效螺纹不够、绕组垫块松动、铁心垫块松动以及绝缘件松动等缺陷。

3 抽检的常见问题检测方法

3.1 检查和检测变压器异常的一般方法

(1)听：有无机械响声，叮当、呼呼声，叭、叭爆裂声，吱、吱声，轰轰声，尖叫声，咕嘟声等。

(2)观：负荷电流的大小及摆动幅度，三相电流是否均匀；油色的变化；外表有无异常情况。

(3)测：测量三相直流电阻值；测试三相电流的平衡度及大小；测试绝缘电阻值。

3.2 变压器声音异常

变压器发出的异常声音因素很多，故障部位也不尽相同，只有不断地积累经验，才能作出准确判断，进行处理。用木棒的一端顶在变压器的油箱上，另一端贴近耳边仔细听，据其异常声音可判断故障。

(1)变压器发出很高而且沉重的“嗡嗡”声，这是由于过负荷引起的，可以从电流表判断出来。

(2)变压器发出“叮叮当当”的敲击声或“呼……呼……”的吹风声以及“吱啦吱啦”的如磁铁吸动小垫片的声音，而变压器的电压、电流和温度却正常，绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化。可能是个别零件松动如铁芯的穿芯螺丝夹得不紧或有遗漏零件在铁芯上，这时应停止变压器运行，进行检查。

(3)变压器发出“咕噜咕噜”的开水沸腾声。可能是绕组有较严重的故障，分接开关的接触不良而局部点有严重过热或变压器匝间短路，使其附近的零件严重发热而油气化。应立即停止变压器运行，进行检修。

(4)变压器发出“噼啪”或“吱吱”既大又不均匀的声，可能是变压器的内部接触不良，或绝缘有击穿现象。应将变压器停止运行，进行检修。

(5)变压器发出“嘶嘶”或“哧哧”的声音，可能是变压器高压套管脏污，在气候恶劣或夜间时，还可见到蓝色、紫色的小火花，此时，应清理套管表面的脏污，再涂上硅油或硅脂等涂料。

(6)变压器发出像青蛙的“唧哇唧哇”的叫声，外部线路断线或短路；变压器发出“轰轰”的声音，低压线路发生接地或出现短路事故；变压器发出像老虎的吼叫声，短路点较近。

(7)变压器发出连续的、有规律的撞击或摩擦声，可能是变压器某些部件因铁芯振动而造成机械接触，或是因为静电放电引起的异常响声，而各种测量表计指示和温度均无反应，这类声音虽然异常，但对运行无大危害，不必立即停止运行，可在计划检修时予以排除。

(8)变压器发出的声音较平常尖锐，可能是电网发生单相接地或产生谐振过电压。应该随时监测。

(9)变压器瞬间发出“哇哇”声或“咯咯”间歇声，此时有大容量的动力设备起动，负荷变化较大，使变压器声音增大。

(10)变压器发出“噼啪”噪音，严重时将会有巨大轰鸣声，系统可能有短路或接地。

3.3 分接开关故障

变压器油箱上有“吱吱”的放电声，电流表随声音发生摆动，瓦斯保护可能发出信号，油的闪点降低，都可能是分接开关故障。故障原因如下。

(1)分接开关触头弹簧压力不足，使有效接触面积减少以及严重磨损等引起分接开关烧毁。

(2)分接开关接触不良，经受不起短路电流的冲击而发生故障。

(3)切换分接开关时，由于分头位置切换错误，引起开关烧坏。

(4)相间距离不够或绝缘材料性能降低，在过电压作用下短路。

测量分接头的直流电阻，若完全不通，是分接头全部烧坏；若分接头直流电阻不平衡，是个别触头烧坏。分接头全部烧坏时，应及时更换。

3.4 三相电压不平衡

(1)三相负载不平衡引起中性点位移。

(2)系统发生铁磁谐振。

(3)绕组局部发生匝间和层间短路。

4 监理抽检关键点建议

220 kV 变压器供应商技术水平较配变和低电压等级变压器高，但由于大型电力变压器需求量大，造价要求高，对供应商的技术水平和管理水平都提出了更高的要求。变压器作为电网的核心设备之一，抽检作为出厂前用户的事前把关显得非常重要。针对抽检发现的问题提出关键点设置建议如下。

4.1 局放试验检测关键点

(1)检查变压器器身存放环境，存放时间较长导致变压器器身受潮。

(2)检查安装作业规范性，检查安装过程中是否由于真空处理不到位造成变压器油中存在气泡。

(3)检查变压器油产品合格证，质保书，并确保变压器油中无异物。

4.2 空载损耗测试关键点

由于抽检结果显示，检测的空载损耗实测值普遍比国家标准要求的损耗值低，在技术协议中应特别注明设备的空载损耗指标应符合国家标准。在抽检中也更应关注也能指标要求，而目前国内 220 kV 变压器厂家的制造能力完全可以达到此要求。

4.3 负载损耗测试关键点

(1)与驻厂监理沟通，防止生产企业为了节约材料成本而导致负载损耗不合格。

(2)考虑产品设计裕度，并考虑原材料及生产工艺的偏差。

(3)对测试系统进行了解，防止测试系统精度不高或试验人员对试验方法理解不全面，导致测量数据不准确，对抽检人员造成误导。

4.4 密封试验关键点

变压器的密封性是经常出问题的一个环节，而密封问题常出现在变压器本体与附件连接处及外购附件处。根据抽检结果，应重点检查散热器、蝶阀、密封圈及法兰等。

4.5 外观及吊芯检查关键点

(1)外绝缘距离与图纸是否要求相符。

(2)铁心片角应没有损伤。

(3)避免绕组围屏绝缘破损、端圈变形、压板或垫块撞伤及引线包扎绝缘损伤等问题。

(4)绝缘螺母或绝缘紧固件不应松动。

(5)油箱内或器身上是否存在金属异物。

(6)不应有油箱或散热器表面存在撞痕、脱漆和漆瘤，铭牌信息不全或文字书写不规范等问题。

5 结 语

本文的抽检数据来自于江苏省电力公司 2012 年至 2013年度对 220 kV 电力变压器进行的抽检活动。这些数据基本能反映江苏省内近期新建 220 kV 变电站主变的制造水平。总体变压器制造质量水平满足要求，但在产品外观和吊芯检查方面还有待进一步提升。在今后的抽检工作中应结合之前抽检经验，对现期常见问题重点关注，持续改进，进一步提升变压器制造水平。

中图分类号：TU712

文献标识码：B

文章编号：1007-4104(2014)12-0058-03

收稿日期：2014-10-10

通信地址：江苏省南京市北京西路22号 江苏省宏源电力建设监理有限公司。