某500kV主变压器直阻异常故障分析处理

曲晓峰

（南方电网调峰调频发电公司检修试验中心，广州　510000）



某500kV主变压器直阻异常故障分析处理

曲晓峰

（南方电网调峰调频发电公司检修试验中心，广州510000）

摘要简述了电力变压器绕组直流电阻测量的基本原理，结合实例对某水电厂500kV主变预防性试验过程出现的低压绕组直流电阻测量结果异常的问题进行了分析、判断，并通过分析的结论指导了该变压器低压绕组连接缺陷的检查和处理工作。通过分析有效的解决该变压器直流电阻结果异常的缺陷，同时验证了对该故障的分析判断的准确性。

关键词：变压器；低压绕组直流电阻；直流电阻异常

变压器绕组直流电阻测量是预防性试验项目中必不可少的项目，对变压器大修、交接及故障判断等问题，均需要进行该项测试。测量变压器绕组直流电阻对判断以下故障有较大意义：①绕组接头的焊接不良、绕组间存在匝间短路；②电压分接头开关的档位接触不良或者分接开关实际位置与指示位置不相符；③绕组、引出线断折、熔断；④多股导线并绕的绕组存有断股的现象。

准确的测量变压器绕组的直流电阻以及正确分析直阻测量结果对判断变压器健康状况，明确检修内容，减少检修工作量，增加变压器使用寿命，减小变压器运行风险方面有较大的意义。本文主要介绍了某水电厂500kV主变预防性试验过程中出现的低压绕组ab相直流电阻测量结果不稳定的现象，并对该现象进行了分析，提出了解决方法，并依据解决方法，快速准确的找到缺陷点，保证了变压器的安全稳定运行。

1　某变压器直流电阻测量结果异常简介

笔者在进行某抽水蓄能水电厂500kV主变压器低压侧绕组直流电阻测试时发现，该变压器低压绕组ab相直流电阻不稳定。采用试验电流10A进行多次反复试验，试验现象均出现以下特点：充电后直流电阻值缓慢下降至谷值，在谷值稳定1min左右，开始缓慢上升，达到峰值后稳定2min左右，继而下降至谷值，随后不断重复该过程。变压器主要参数见表1，变压器直流电阻测量结果见表2。

由表2可以看出在低压绕组ab相直流电阻的谷值即1.543mΩ时，线间与三相平均值差别为0.85%，小于1%的规程要求；然而该阻值稳定约1min后，开始缓慢上升至峰值1.635mΩ，此时线间与三相平均值为6.7%远大于1%的规程要求。

表1　变压器主要参数

表2　变压器直流电阻测试结果

2　直阻异常故障分析及处理

一般情况下在测量变压器直流电阻时，测试者记录稳定时的数值作为变压器直阻值。在此次故障模式下，直阻值处在谷值时间长达1min，如果测试人员将此时的数据作为变压器直流电阻值时，将会错误的得出变压器低压绕组直流电阻正常的结论，不会进一步进行检查，而遗漏了变压器低压侧绕组连接可能存在的故障，给变压器的安全运行带来隐患。

通过观察试验现象，可以看出该阻值在峰谷之间来回振荡，并分别在峰、谷值时停留一段时间，笔者认为，这可能是由于低压绕组某处连接出现松动，长时间运行导致接触面氧化造成的。为了准确、快速的排查故障点，检修人员随即进行了检查工作。主变低压侧绕组连接示意图如图1所示。

图1　主变低压侧绕组连接示意图

2.1排查故障相

由于低压绕组ab相直流电阻较历史值及其他两相直阻值偏大，故安排如下检查流程。断开a相绕组与b相绕组下端y之间的连接螺丝，bc、ca之间未断开（见图2、3、4），将a相套管断开，b、c相套管未断开，低压侧三角形连接断开，测试每相及接触部分电阻，测试结果见表3。由表3可知故障相应为b相低压绕组。

图2　断开a、y连接、a相套管连接示意图

图3　断开a、y连接

图4　断开a、y连接后直阻测量

表3　检查测试结果

2.2排查b相故障点

1）测量b相线圈电阻（不含引线），电阻为2.180mΩ。

2）测量b相线圈及下部引线电阻，电阻为2.187mΩ。

3）测量b相线圈及上下部引线电阻，电阻为2.433mΩ。

由上可以看出，故障点应该在b相线圈上部引线处。

4）使用力矩扳手紧固b相上部引线螺杆，然后测量b相线圈及上下部引线电阻，电阻为2.192mΩ。

确定故障点为b相上部引线螺杆松动导致。

检查b相上部引线螺杆，发现上端五颗螺杆有不同程度松动，用120NM力矩可以紧固约1/4到1/2圈，对其五颗螺杆松开进行检查，具体情况如图5至图8所示，并对其接触面进行清洁处理，具体如图9、图10所示。清洁完成后更换连接螺杆、垫片，并按要求回装，最后进行一次低压绕组带套管部分的三相直流电阻测试，验证处理效果，数据见表4。可以看出造成变压器低压侧直流电阻异常的原因与笔者猜测的结论相吻合，即变压器绕组连接部分轻微松动，长期运行导致松动表面形成一层氧化膜导致直阻测量异常。

图5　引线上端连接　

图7　引线上端发热痕迹

图8　连接螺杆及垫片发热痕迹

图9　引线上端连接处理后1

图10　引线上端连接处理后2

图11　引线处理后回装打力矩

图12　引线处理后状态

由表4数据可以看出，经过处理后主变低压绕组直流电阻不平衡率满足规程要求，达到处理目的，排除了隐患。

表4　处理后检查测试结果

3　结论

笔者在进行某蓄能水电厂500kV主变预试时发现，变压器低压绕组直流电阻存在异常现象。进过故障分析和处理后，成功消除了隐患。值得注意的是，本次故障模式中，ab相直阻处在谷值时间长达1min，且该值满足预试规程要求，如果测试人员将此时的数据作为变压器直流电阻值时，将会错误的得出变压器低压绕组直流电阻正常的结论，造成漏检，给变压器的安全运行带来隐患。大型变压器直流电阻测试中常出现的“两快一慢”的现象，尤其大容量变压器低压侧绕组“一慢”的现象更加明显，比如本次测试的低压侧ab相直阻，测试时间长达20min（助磁法），所以笔者认为，对于这一类的变压器，在测试直流电阻时应适当延长稳定读数时间（如稳定时间大于2min），从而规避直阻测试结果错误的情况。针对此次故障，通过逐项排查，最终确定由b相低压绕组上部引线处连接轻微松动，接触面氧化导致，经处理，成功解决了该项故障，保证了变压器健康稳定运行。

参考文献

[1] 林春耀. 大型变压器直流电阻的快速测量法及注意事项[J]. 广东电力, 1997(2): 38-39, 23.

[2] 西南电业管理局试验研究所. 高压电气设备试验方法[M]. 北京: 水利电力出版社, 1984.

[3] 梁志瑞, 甄旭锋, 牛胜锁. 大型电力变压器低压侧绕组直流电阻测试新方法[J]. 电力自动化设备, 2007, 27(6): 27-31.