变压器直流电阻超标故障分析

变压器直流电阻超标故障分析

潘国熙 杨方 龙武 莫平 邓永路

贵州电网有限责任公司六盘水供电局 贵州 六盘水 553000

摘要：在我国进入21世纪的新时期，人们的生活质量在不断提高，对于用电的需求在不断加大，介绍变压器直流电阻测试方法，并通过直流电阻试验数据揭示变压器存在的缺陷，为快速准确判断故障性质提供了依据。

关键词：变压器；直流电阻；故障分析

引言

变压器直流电阻的测试是变压器交接和预试试验的重要项目之一，通过此项试验，可对变压器绕组接头焊接是否存在质量问题，绕组有无层间、匝间短路，引出线有无断路，多股导线并绕的绕组是否有断股，分接开关的各位置接触是否良好，分接开关的位置是否符合变压器实际运行状况等问题进行检查。三相变压器绕组的直流电阻不平衡率是变压器试验中一项重要性能参数，其大小影响到变压器三相线圈的电压、电流的平衡。变压器直流电阻是以变压器引线出头之间的电阻测量为依据，其电阻值包括绕组本身及引线的电阻。对于有载调压变压器，电阻值还包括调压分接的电阻及有载调压开关出头的接触电阻，按国家电力行业相关标准规定，对于容量在1600kVA以上电力变压器直流电阻不平衡率相间差别不应大于三相平均值的2%，线间差别不应大于三相平均值的1%，根据在检修预试过程中出现变压器直流电阻不平衡的情况及相应解决方法简单阐述如下：对于容量1600kVA以上变压器的直流电阻不平衡又极容易出现，引起直流电阻不平衡原因可分为结构及材质引起的和变压器本身缺陷引起的两种情况。

1原因分析

主变35kV侧C相直流电阻不合格，按电流流通路径从套管端部至下引线连接处、下引线连接处至无载分接开关、无载分接开关至绕组接头、绕组接头至绕组焊接部位的顺序依次进行分段接触电阻的检查测试。结果显示，除C相套管端部至下引线连接处接触电阻不合格外，其余各段均合格。对35kV侧三相套管解体检查发现，套管中的铜导电杆由上、下两节组成:上节位于变压器油箱外侧，穿过套管后通过设备线夹与软导线相连;下节位于变压器油箱内部，通过接线板与绕组引出线相连;上、下两节铜导电杆通过带有内螺纹的连接套连接在一起。C相连接套及其两侧上、下铜导电杆的外露丝扣已因发热严重而烧损。该导电杆采用螺纹对接形式，结构设计不合理。套管导电杆一般采用黄铜或紫铜制成，为保证可靠连接，加工中应尽量避免接头数量。拆开导电杆的连接套发现，连接套内螺纹及两侧上、下导电杆外螺纹的镀银层已经完全看不到，连接套外部绝缘漆涂层因高温过热碳化，手指轻触即可脱落。连接套内丝扣为通扣，长度80mm，上导电杆外露丝扣长30mm，但仅拧入连接套约8mm。下导电杆外露丝扣长50mm，也仅拧入连接套约20mm，装配质量不合格。丝扣接触面积过小，较大电流通过时，极易造成发热。同时，在连接套垂直于轴线的径向方向未加工排气孔，在连接套的一侧拧入导电杆后，由于连接套内部的空气无法排出，导致拧入时另一侧导电杆受到的阻力很大。这种情况不容易引起注意。如图1.

图１直流电阻测试仪原理图

2变压器直流电阻超标故障

2.1切换开关检查

首先吊出有载分接开关的切换开关， 经仔细检查，各触头无灼伤、磨损痕迹，各连接处无松动，辫子软铜线无明显断股。其次测量切换开关各部分回路直阻， 结果显示接触电阻、过渡电阻及切换波形均正常，表明切换开关正常。

2.2套管将军帽检查

首先检查高压侧A相套管将军帽，未发现紧固螺栓有松动等异常现象。再拆除将军帽，分别测量该相套管将军帽至高压侧0相将军帽间及穿缆引线接头至高压侧0相将军帽间的直流电阻。试验结果显示二者无明显差异，即排除了套管穿缆引线接头与将军帽连接处有松动等异常导致直流电阻偏大。

2.3防范措施

对该厂家同型号、同批次的变压器进行了全面统计，按照变压器安装位置的重要程度进行排序，列入大修项目储备库，在大修时彻底解决问题。在此之前，除继续认真做好设备的日常检查维护工作外，还利用红外测温、油色谱分析等手段做好技术监督工作，发现异常及时处理，同时采取以下防范措施。(1)设计人员应认真学习相关设计标准、规范，努力提升设计水平，确保设计结构合理，质量可靠。(2)规范产品加工工艺，严格产品转序验收，确保每一个部件功能完善，做好产品部件组装的过程管理。(3)生产厂家应加强设备制作、装配、调试过程中的总体质量工艺管控，及时发现并处理存在安全隐患的零部件。

2.4试验方法及测量方式

在试验过程中试验方法及测量方式主要涉及仪器的选择不当、试验接线错误和残余电荷的影响等。介于这些技术上的问题，在预试时采取更换其他合格的试验仪器，详细检查试验接线确保其正确，在试验开始前对被试品充分放电等相关措施，在确保排除试验方法和测量方式不存在问题的前提下重新进行试验，确保所测试验数据的准确性和可靠性。

2.5吊芯检查

由于额定电流较大， 变压器常采用三组换位导线并绕的方式，绕组引出端采用冷压方式引出。 吊出变压器芯体可以看到， 该变压器低压绕组三组导线并绕，引出端用冷压管连接方式进行压接，每相首尾共 6 只压接管。现场工作分两步进行：第一步，将本体油位放至变压器低压套管手孔以下，打开手孔，对导杆式套管下部与绕组间的导电连接情况进行检查，未见异常；第二步，将变压器器身吊起，使线圈部分全部露出后悬停。1 ）将三相各自套管下部解开，三组并绕导线短接后测量得 R a =10.02 mΩ ， R b =9.590 mΩ ， R c =9.531 mΩ ，互差为 5.03% 。2 ）将 a 相线圈两端的 6 只压接管外包绝缘纸全部剥除， 对 3 个并绕线圈分别进行电阻测量得 R ax1 =28.27 mΩ ， R ax2 =28.28 mΩ ， R ax3 =31.46 mΩ 。因此可以判断，问题出在 a3 的两只冷压管上。3 ） 将 a3 重新进行压接处理后测量电阻得 R ax3 =28.38 mΩ 。4 ）将所有绕组引线恢复正常，在套管上部引出端 进 行 测 量 得 R ab =6.423 mΩ ， R bc =6.409 mΩ ， R ca =6.454 mΩ ，互差为 0.731% 。 此时互差小于出厂值，满足规程规定，问题得到解决。

结语

变压器直流电阻超标故障除了上述因素影响外，还受到导线质量不良、断股等因素影响。因此，对大型变压器直流电阻故障进行分析是一个非常复杂的过程，不仅要了解变压器的维护与检修的方法，更需要大量的工作经验，尤其是分析故障原因时，必须进行多因素汇总分析，才能准确判明故障性质。对变压器直流电阻测试工作提出以下几点建议：记录试验温度要准确，温度直接影响直流电阻试验结果；测试导线应满足试验规程要求，且连接良好，必要时用砂纸进行打磨；为确保试验人员安全及试验结果的准确性，试验前后要充分放电，防止试验电源接通或意外断开时产生的高压。

参考文献

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［2］胡彬．主变直流偏磁抑制措施及应用实例［J］．科技与创新，2017，21:141－142．

［3］王佳音，白保东，刘宏亮，等．直流偏磁对变压器振动噪声的影响［J］．电工技术学报，2015，30(8):56－61．