摘要：阐述一台110kV变压器在例行试验时发现频率响应法、低电压短路阻抗法和绕组电容量测试试验数据异常，经过分析试验数据，发现该变压器绕组变形的潜在故障，确定绕组变形的严重程度和位置，为变压器的检修提供依据，总结避免事故发生的方法和经验。
关键词：电力；变压器；绕组；变形诊断
在不断加强电力变压器安全维护的过程中，电力变压器绕组变形情况，与电力变压器的整体性能有着极大联系。因此，在实践应用中，注重诊断方法的合理运用，并提高各种数据的准确性、精确度等，对于提高电力变压器绕组变形诊断结果的可靠性有着极大作用。
1试验情况
2014年11月5日，在对某110kV变压器进行预防性例行试验时，发现此变压器绕组电容量与交接值、上次试验值相比较存在较大变化，超过规程规定的注意值。
1.1变压器基本参数
主变型号为SSZ10-63000/110，额定容量为63000/63000/63000kVA，绕组额定电压和分接范围为110±8×1.25％/38.5±2×2.5％/11kV，联结组别为YNyn0d11，冷却方式为自然油循环风冷（ONAF），出厂日期为2004年11月。根据运行记录，该变压器投运以来未经历短路电流冲击，历次预防性试验数据正常，运行状况良好。
1.2绝缘油色谱分析
在历次对该台变压器例行油色谱试验分析中，均未发现油中溶解气体含量有增长趋势，特征气体组分正常。
1.3电气试验分析
1.3.1绝缘测试和绕组直流电阻测试
绝缘试验主要是铁心、夹件对地绝缘电阻测试，高压绕组、中压绕组、低压绕组连同套管绝缘电阻测试，试验结果均符合规程要求。高压绕组、中压绕组、低压绕组直流电阻无论与出厂值、上次试验值纵向比较还是三相横向比较，均无明显变化，满足规程[1]要求。（
1.3.2绕组电容量测试
C1，C2，C3为高、中、低压绕组对地电容；C12为高压对中压绕组间电容；C23为中压对低压绕组间电容。
通过5次试验接线测得的数据分别为高对中、低及地Cx1，中对高、低及地Cx2，低对高、中及地Cx3，高、中、低对地Cx4，高、中对低及地Cx5。列出式（1）～（5）方程组可以解出图1中的5个电容值（C1，C2，C3，C12，C23），进而分析判断变压器绕组变形情况。
C1=（Cx5+Cx1-Cx2）／2，（1）
C2=（Cx4-Cx3-Cx1+Cx2）／2，（2）
C3=（Cx4+Cx3-Cx5）／2，（3）
C12=（Cxl+Cx2-Cx5）／2，（4）
C23=（Cx3+Cx5-Cx4）／2。（5）
对该台变压器进行高压对中压、低压及地，中压对高压、低压及地，低压对高压、中压及地，高压、中压、低压对地，高压、中压对低压及地绕组电容量测试。
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为了更准确地利用变压器绕组电容量变化判断变压器绕组变形程度，利用测试结果列方程式求解单一电容量高压对地、中压对地、低压对地、高压对中压、中压对低压分析判断。
其中，中压绕组与低压绕组之间的电容量增加了31.12％，变化率最大；高压绕组与中压绕组之间电容量也增加了4.63％；低压绕组对地的电容量增加8.43％，说明了中压绕组在电动力的作用下向铁心收缩，导致中压绕组与低压绕组间的距离大幅度减小，高压绕组、中压绕组之间的距离小幅增大。
1.3.3变压器频率响应法测试
对该主变进行了频率响应法绕组变形试验。高压绕组各频段相关性基本良好，谐振峰值位置和大小基本没有明显变化。中压绕组低频段相关性基本良好，谐振峰值位置和大小基本没有明显变化，但在中、高频段相关性较差，三相横比图谱重合性较差。低压绕组在各频段尤其是中高频段相关性差，波形重合性也差。中压、低压绕组在中频段（100～600kHz）内波峰或波谷位置发生明显变化，通常其预示着绕组发生扭曲和鼓包等局部变形现象。此外，中压绕组在中频段相关系数R12，R23均小于0.6，判断中压绕组发生明显变形；低压绕组在中频段相关系数R12，R23均小于1.0，判断低压绕组发生轻度变形。可以基本确认该变压器中压、低压绕组存在绕组变形。
1.3.4低电压短路阻抗测试
试验数据与铭牌值或初始值相比，或三相互比，发现该主变低电压短路阻抗测试数据发生了明显变化。在短路阻抗试验中，高压对中压、中压对低压的短路电抗及三相短路阻抗的变化率都已超标，并且最负档、额定档、最正档的短路阻抗及短路电抗的偏差量都很接近，这表明中压绕组均已发生了变形，且绕组变形状况相似。综上所述，初步判断该主变中压绕组、低压绕组明显变形，该变压器应立即返厂检修。
2解体检查及处理措施
2.1解体检查情况
2014年12月4日，1号主变返厂，现场进行了解体分析，具体情况如下：（1）吊罩后检查发现绝缘垫块有脱落和移位现象。（2）拆除上铁轭及铁心，拔出高压调压线圈及高压侧A，B，C相绕组无明显变形。（3）中压A相辐向严重变形。低压A相有一定辐向内凹变形。（4）中压B相辐向也严重变形，中压B相与低压B相由于变形粘连无法分开整体吊下，见图7。（5）中压C相辐向明显变形，中压C相与低压C相可分离开。
2.2处理措施
（1）更换该台变压器高压绕组、中压绕组、低压绕组及调压线圈。（2）高压及调压线圈采用组合导线，中压、低压线圈采用半硬铜自粘性换位导线，所用导线屈服强度不小于150N/mm2。调压线圈和中、低压绕组均带硬纸筒，撑条数在原20档基础上增加辅助撑条，变为40档。（3）器身采用套装结构，所有线圈均按照5MPa进行压紧。（4）所有线圈均加装外撑条，油道垫块采用T4高密度纸板，副压板由40mm改为50mm，以加强绕组轴向压紧水平，提高垫块等绝缘件的机械强度，强化绕组换位处的绝缘强度。
3结论
绕组变形是变压器运行中的一大隐患，运行经验表明，变压器绕组发生变形后，高压绝缘试验和油中溶解气体分析试验都难以发现，会形成潜伏性故障，对设备长期安全运行构成威胁。对发现试验数据异常的应全面分析，综合判断变压器内部有无绕组变形、绝缘损伤等故障，最终给出准确变压器检修策略，以确保电网安全稳定运行。
参考文献：
[1]陈天翔，王寅仲，海世杰.电气试验[M].2版.北京：中国电力出版社，2008.
[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会.电力变压器绕组变形的频率响应分析法：DL/T911—2004[S].北京：中国电力出版社，2005.
[3]中华人民共和国国家发展和改革委员会.电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则：DL/T1093—2008[S].北京：中国电力出版社，2008.
论文作者:窦峰川,李宝鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/8
标签：绕组论文; 低压论文; 中压论文; 变压器论文; 高压论文; 频段论文; 线圈论文; 《电力设备》2017年第11期论文;