变压器绕组直流电阻超标缺陷的综合判断

张树亮，魏 韧，林军朝

(1.沧州供电公司，河北 沧州 061000；2.石家庄供电公司，石家庄 050051；3.华能邯峰发电厂，河北 邯郸 056200)

1 变压器绕组直流电阻超标情况概述

某110 kV变压器于2006年10月出厂，2007年8月投入运行，变压器型号为SSZ7-40000/110，套管型号为BR2W1-126/630。2011年4月进行例行试验发现绕组电阻试验超标[1]，变压器绕组电阻试验数据见表1。

表1 2011年高压侧绕组直流电阻试验数据(20 ℃)

分接开关位置RU/mΩRV/mΩRW/mΩΔR/%1479.2 494.7 481.8 3.23 2471.4 487.4 472.3 3.393463.3 479.9 464.3 3.58 4456.0 472.4 457.3 3.595447.1 460.6 449.0 2.996439.9 457.7 440.6 4.047431.7 448.5 432.6 3.918423.9 440.0 424.9 3.80 9415.3 431.6 415.0 3.92 10423.9 440.9 425.2 4.01 11431.8 448.9 433.1 3.98

2 设备缺陷的判断过程分析

变压器绕组电阻试验是变压器出厂、交接、大修、改变分接开关后必不可少的试验项目，也是非常重要的诊断试验项目，对于发现缺陷部位、缺陷的性质有着非常重要的意义[2]。通过变压器绕组电阻试验可以有效判断变压器引线与套管间是否存在连接不良；绕组是否存在匝间、层间绝缘不良或匝间、层间短路；绕组导线连接处的焊接和机械连接是否良好，是否断股等；分接开关的选择器、极性选择器和切换开关是否存在烧蚀、氧化等情况。

红外测温能够有效发现设备热缺陷，如,各接头部位的接触不良造成发热；变压器套管缺油形成冷热界面；各电气设备的内部过热等。

油色谱分析通过精确测量变压器油中各种气体组分含量，能够有效发现变压器存在的受潮、过热、局部放电及电弧放电等缺陷。

2.1 绕组电阻试验数据分析

将2011年4月的试验数据与2008年试验数据进行纵比,2008年试验数据见表2，对比2次绕组电阻试验数据可以发现：2011年各分接绕组电阻试验数据较2008年数据小3 mΩ左右，没有明显变化，出现误差的主要原因是测试仪器的不同，或上层油温记录的误差。V相电阻存在明显变化，2011年各分接绕组电阻数据较2008年数据大12 mΩ左右。同时，从2008年数据中可以清楚的发现，V相、W相各分接绕组电阻值接近，稍大于U相绕组电阻值。2011年，V相绕组电阻值要远大于U、W两相同一分接绕组电阻值。

分接开关在试验前已经按标准化作业要求循环调整了2个周期，排除了有载分接开关接头存在氧

表2 2008年高压侧绕组直流电阻试验数据(20 ℃)

分接开关位置RU/mΩRV/mΩRW/mΩΔR/%1482.5482.9485.10.5382474.6475.5475.50.1893466.5468.0467.50.3204459.1460.4460.40.2825450.2448.5452.10.7996442.9445.6443.60.6087434.6436.4435.60.4138426.8427.8427.80.2349418.1419.3417.80.35910426.8428.7428.10.44411434.7436.8436.10.482

化的情况；V相从1-11分接全部出现绕组电阻增大，说明分接开关V相选择器没有发生异常；V相没有出现单、双电阻差异性变化，说明分接开关的V相切换开关没有出现异常；分接开关过9后(额定分接)绕组电阻没有发现降低趋势，说明分接开关V相极性开关正常。由此排除有载分接开关各部件存在烧蚀、氧化等缺陷。

为进一步判断缺陷，调取了油色谱分析数据及近期红外测试照片。

2.2 油色谱分析

油色谱分析数据见表3、表4。

表3 变压器油色谱分析数据 μL/L

项目2008年试验数据2011年试验数据φ(H2)32.829.92φ(CO)543.9582.86φ(CO2)757.8989.73φ(CH4)14.119.54φ(C2H4)17.227.85φ(C2H6)2.34.24φ(C2H2)00.3φ(总烃)33.651.93

表4 V相套管油色谱分析 μL/L

项目2008年试验数据2011年试验数据φ(H2)74.282.3φ(CO)275.3276.8φ(CO2)799.7989.73φ(CH4)20.522φ(C2H4)1.42.4φ(C2H6)15.722.4φ(C2H2)00φ(总烃)37.646.8

由表3、表4可知，变压器、套管的各特征气体没有超过规程要求[1]，且数据稳定，若缺陷在变压器内部，运行中变压器的油中溶解气体必定会有明显增长。通过以上分析说明缺陷不应在变压器本体内，缺陷位于变压器外部的可能性较大。变压器外部缺陷一般为套管柱头存在接触不良或烧蚀。

2.3 红外测温图谱分析

结合该变压器近期的红外测温图谱结果(见图1)可知：V相套管柱头明显存在过热点，比其它两相高约12 ℃，可判断，变压器直流电阻缺陷部位在高压套管V相柱头处。

图1 2011年1月变压器红外测温图谱

2.4 解体检查

对该变压器套管柱头进行了解体，检查导电杆和将军帽导电部位，发现110 kV套管V相引线接头与导电密封头连接处严重烧蚀。

3 设备缺陷的成因分析

解体后检修人员测量引线头顶部高出接线座的距离比测量导电帽凹槽的最大深度小3 cm，发现该型号套管在引线头与导电帽连接后，直接将导电帽安装在接线座上，这种导电部位的连接不是紧固连接，导电杆与将军帽间丝牙相互之间配合不紧密，不能完全保证导电接触面接触良好。当电流通过该接触面时，接触不良可能造成接触面过热烧蚀或者产生放电现象烧蚀接触面。而过热又会进一步促使接触电阻增大，加剧过热现象，恶性循环，以致发热严重造成烧损,绕组的直流电阻测试值增大。

4 处理措施及建议

变压器检修人员对套管导电杆和将军帽进行更换，更换后，为确认设备是否存在其他缺陷，重新进行了变压器绕组电阻试验，测试变压器高压侧所有档位直流电阻不平衡率，全部合格，见表5。

表5 处理后变压器绕组电阻(20 ℃)

分接开关位置RU/mΩRV/mΩRW/mΩΔR/%1478.4 478.8 481.0 0.5382470.6 471.5 471.5 0.1893462.6 464.0 463.5 0.2144455.2 456.5 456.5 0.2835446.4 444.7 448.3 0.4226439.2 441.8 439.8 0.1587430.9 432.7 431.9 0.2308423.2 424.2 424.2 0.2349414.6 415.8 414.3 0.07110423.2 425.1 424.5 0.30411431.0 433.1 432.4 0.322

对该类型套管，在引线头顶部与导电帽之间加装长度5 mm以上的弹簧，导电帽与引线头连接后就能够压缩弹簧，弹簧给导电帽和引线头一个反作用力，使导电帽、引线头连接紧固，导电面接触良好。同时，在主变压器订货时需注意套管头部是否存在设计缺陷，安装时需严把质量关，防止在安装时出现类似问题。

5 结束语

变压器绕组电阻试验可判断绕组设备缺陷是否发生在有载分接开关；油中溶解气体色谱分析可判断设备缺陷是否发生在箱体内部；红外测试图谱分析可明确设备缺陷部位，确定绕组电阻超标发生在引线与导电帽连接处。结合变压器绕组电阻试验情况，同时辅助红外测温、油色谱分析等测试手段可以更加准确的判断缺陷情况。因此，判断变压器设备缺陷可利用以上3种试验手段和试验数据进行综合分析，有效进行设备缺陷分析定位，分析缺陷原因，以便进行有针对性的检修与缺陷处理，确保变压器的安全稳定运行。

参考文献：

[1] Q/GDW 04-10501047-2010，河北省电力公司输变电设备状态检修试验规程[S].

[2] 胡启凡.变压器试验技术[M].北京：中国电力出版社，2011.