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【电气试验指导】之变压器绕组变形试验操作指南

发布日期:2022-03-14 浏览:338 次

  试验目的以及范围

  变压器在试验过程中发生匝间、相间短路,或在运输过程中发生冲撞,造成线圈相对位移,以及运行过程中在短路和故障状态下因电磁拉力造成线圈变形,就会使变压器绕组的分布参数发生变化。进而影响并改变变压器原有的频域特征,即频率响应发生幅度变化和谐振频点偏移等。

  变压器发生绕组变形后,有的会立即损坏发生事故,更多的是仍能运行一段时间。由于常规电气试验如电阻测量、变比测量及电容量测量等很难发现绕组的变形,这对电网的安全运行存在严重威胁。

  变压器绕组变形测试技术是根据测得的变压器各绕组频率响应特性的一致性,结合设备结构,运行情况及其他试验项目进行全面的、历史的、综合的分析比较,以判断变压器的绕组变形程度。

  一是由于绝缘距离发生变化或绝缘纸受到损伤,当遇到过电压时,绕组会发生饼间或匝间击穿,或者在长期工作电压的作用下,绝缘损伤逐渐扩大,最终导致变压器损坏。

  二是绕组变形后,机械性能下降,再次遭受短路事故后,会承受不住巨大的冲击力的作用而发生损坏事故。

  第31届国际大电网会议指出,变压器绕组变形试验是变压器发生损坏事故的重要原因之一。因此,对承受过机械力及电动力作用的变压器进行绕组变形的试验和诊断是十分必要的。
  试验接线

  1:HVAB01.twd — 为低压侧开路情况下,高压侧AB接线模式下,所测得的频响曲线。试验接线如下图1所示;

  2:HVAB02.twd — 为低压侧短接情况下,高压侧AB接线模式下,所测得的频响曲线。试验接线如下图2所示;

  3:HVAB03.twd — 为低压侧短接接地情况下,高压侧AB接线模式下,所测得的频响曲线。试验接线如下图3所示。
变压器绕组变形试验

  试验步骤

  频率响应法测量绕组频率响应曲线的操作步骤:

  通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性,并对检测结果进行横向和纵向比较,根据幅频响应特性的差异,判断变压器可能发生的绕组变形。

  1. 悬挂标识牌,放置温度计,警示灯;

  2. 检查变压器是否可靠接地,抄写变压器铭牌参数,分接开关调到1档;

  3. 将变压器绕组变形测试仪水平放置在固定平台,仪器可靠接地;

  4. 测试顺序为,高压侧绕组AB-BC-CA(低压绕组oa-ob-oc),将信号输入线,接地屏蔽线接至变压器高压侧A\B\C(o)绕组,信号输出线接至变压器高压侧B\C\A(a\b\c)绕组;

  5. 接通220V交流电源,接电源前需用万用表验电,两人进行,并保持呼唱;

  6. 打开仪器电源,设置变压器参数,开始采集数据。

  试验标准

  (1)试验仪器及实物接线图,如下图4所示。

  频率响应法测量变压器绕组变形的原理图如图5所示,实验过程中所采用的通讯传输方式为“无线网络型Rzbx-FR”。
变压器绕组变形试验

  (2)绕组变形测试的电气等效原理图,如下图5所示。
变压器绕组变形试验

  图5中左下角的被试变压器的分布参数等效电路表示的是带分接开关的变压器绕组。其中,A为铁心接地;B为变压器箱壳接地;C为变压器箱壳有绝缘漆时的等效接地点,Rs、Cs则分别表示绝缘漆的接触电阻和等效电容;Cc为铁心对地分布电容;Cmc为主线圈与铁心间的分布电容;Km 为主线圈匝间分布电容;Lm为主线圈分布电感;Cmt为主线圈与调压线圈间的分布电容;Lt为调压线圈分布电感,当然调压线圈也包含匝间分布电容,没有画出来;Ct为调压线圈对地分布电容;Rt、C0分别表示分接开关接触不良时的接触电阻和等效电容。完整的变压器等效电路还应包括线圈直流电阻和对地电导,但它们与分布电感和电容相比,可以忽略不计。此外,D、E均为测量阻抗的外壳;F为绕组变形仪外壳;R为匹配电阻,用于匹配测量电缆。

  由此可见,影响变压器绕组变形测试结果的因素很多,任何一个测试环节不正确均会影响最后的测试结果,造成测试误差和判断错误。下面分别对各个因素进行阐述。

  (3)绕组变形的判别方法

  判别主要原则:以波形观察为主,相关系数判断为辅的原则。
变压器绕组变形试验

  在实际运用中,不能死搬硬套上述标准(特别是对遭受过短路冲击的变压器),上述标准还有待完善。如果需要确定线圈变形的详细情况和变形的严重程度,则应具体对被测绕组频率响应特性曲线的变化情况进行分析,找出波形的各种细微变化和发展趋势来慎重分析。

  1)下面推荐几种判断程序,如下所示:

  1、首先对测试结果进行相间比较,应符合要求;

  2、如果相间比较不合格,应进行纵向比较;

  3、如果1、2都不满足,则应检查测试接线,确认后再重测,测得的频响特性曲线一般在+40~-80dB之间,如果超出此范围,应检查试验回路是否接触不良或断线;

  4、如果重测波形与第一次所测波形一致。在正式下结论前,应先了解变压器的基本情况,经过横向与纵向比较分析后,方可定性为变形;

  2) 不一致情况可能存在的原因如下:

  1、变压器是否是抗短路能力较差的薄绝缘铝线圈、自耦变中压绕组或分裂变压器低压绕组;

  2、变压器是否发生出口或近区短路冲击,继电保护是否在规定时间内动作;

  3、运输、吊装中是否撞击过;

  4、其他试验项目是否正常,外壳是否异常;

  5、变压器是否是某些小厂或现场检修的变压器,这些变压器可能频响特性一致性较差;

  6、500kV变压器其高压侧绕组频响特性的一致性可能较差;

  7、角接绕组分开试验时由于内部引线不一致,三相频响特性曲线可能不一致。

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