220 kV变压器直流电阻超标原因分析与试验研究

刘 旸，周榆晓，宋云东，张远博，王 南

(国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

变压器直流电阻测量作为交接和预防性试验必做的试验项目，能够有效发现以下缺陷：绕组焊接工艺不良；有载分接开关各档位接触不良；绕组引出线存在折断；绕组断线；绕组层间、匝间短路[1-4]。本文对1台220kV主变压器直流电阻超标情况进行深入分析与试验研究，排除各种影响因素后准确分析异常原因，并提出相应建议。

1 缺陷发现过程

2016年3月16日，某220 kV主变压器(SSZ11-180000/220)例行试验，发现中压绕组直流电阻三相不平衡率为4.90%，相间差别大于三相平均值的2%(警示值)，同相初值差>+2%(警示值)[5-7]。为排除试验仪器、接线的影响，现场分别使用3套不同型号的仪器(包括试验引线)进行多次复测，中压绕组直流电阻试验数据见表1。

表1 主变压器中压绕组直流电阻测试数据

2 诊断性试验

随后进行了高压绕组对中压绕组的电压比试验、中压绕组频率响应分析，电压比试验未见异常，中压绕组频率响应曲线三相一致性较好，中压绕组频响法图谱见图1。3月17日，变压器厂家试验人员对主变压器中压绕组直流电阻、频率响应曲线进行测试，直流电阻测试结果与16日测试结果基本一致，各侧绕组频率响应曲线三相一致性较好。

图1 中压绕组频响法图谱

3月18日，主变压器排油至中压侧套管升高座手孔以下，打开三相套管升高座手孔。检查B相紧固套管与绕组引线连接部位无异常，重新测量绕组直流电阻(见图2)，从连接部位上端、下端多次测量，直流电阻测量值均无明显变化，测试数据见表2。同时检查A、C相套管与引线连接良好。

图2 手孔处测量直流电阻情况

通过上述检查，已排除B相套管与过渡铜缆连接处接触不良的可能性；由于有载开关在高压侧调压，不存在开关接头接触不良的可能性；主变压器油中溶解气体组分含量未见异常，与历史数据对比无显著增长，排除绕组发生股间、匝间短路的可能性。其余故障点可能出现在绕组引出线与过渡铜缆压接处、绕组末端与中性点连接处或绕组内部。鉴于变电站现场条件有限，无法彻底查找故障点，将主变压器返厂处理。

3 返厂处理情况

变压器返厂后进行吊罩检查，对变压器中压绕组三相首头、尾头外观进行检查，无异常现象。返厂后进行直流电阻试验，结果中压三相电阻不平衡率为4.7%，其中B相直流电阻偏大，与现场试验结果一致，怀疑中压B相存在故障。

脱油后进一步检查，首先把三相中压首头、尾头冷压管处绝缘去掉，单独测试三相中压绕组的直流电阻，三相中压绕组直流电阻合格，带上中压B相绕组首头处的冷压管测试三相直流电阻也没有问题，带上中压B相绕组尾头处的冷压管测试三相直流电阻时电阻不平衡率为4.7%，根据试验结果判断，中压B相绕组尾头处冷压管存在故障，对B相中压绕组尾头处的冷压管进行外观检查，发现中压B相绕组尾头处冷压管有裂纹，见图3。

单独对B相绕组进行换位导线股间绝缘测试和换位导线单根电阻测试，试验结果发现股间绝缘和单根导线电阻均没有问题，说明中压B相绕组没有故障，可以判断是绕组与导线冷压连接处存在问题。重新制作冷压管后直流电阻测试合格，故障消除，见图4。

图3 中压B相尾头冷压管裂纹

图4 恢复后的中压B相尾头冷压管

4 结束语

变压器直流电阻超标的根本原因为2014年6月17日发生66 kV侧B、C相短路，过流I段保护动作，故障测距为2.2 km，故障相间电流53.3 A。由于故障点距离较近，故障电流超过变压器额定短路冲击电流，在电动力的作用下，中压B相绕组冷压管发生破损，造成B相直流电阻增大。变压器直流电阻超标的原因有很多，建议运维单位深入分析测试数据，必要时开展诊断性试验和返厂解体检查，及时发现并处理变压器异常，避免发生事故。