特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100
摘要：在经济快速发展以及科学技术水平不断提升的时代背景下，我国的电力建设取得了很大的进步。变压器作为电力系统中的一个非常重要的部件，其中一旦有故障存在，就会直接影响到电力系统的稳定运行。因此，保证能够随时检查出变压器的故障并在此基础之上做出迅速反应十分重要。鉴于此，本文就110kV变压器绕组变形故障的处理展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：变压器；绕组变形；数据分析
1.绕组变形形式绕组在受到短路电磁力作用
在内部产生复杂的机械应力分布。绕组在受到不同大小的应力作用时可能发生两种变形，即弹性变形和塑性变形，当绕组内部应力值超过导体材料(如铜或铝)的屈服强度时，就会出现不可恢复的塑性变形，这种变形是永久变形，反之将发生弹性变形，绕组的弹性变形将随着所受荷载消失而恢复到原来的状态。由于变压器绕组出现的塑性变形状态一般比较复杂，通常表现为不规则的几何形状。文中选取典型的绕组变形状态进行等效电参数计算。不同的绕组辐向变形见图1。图1(a)为绕组无辐向变形，即正常绕组，(b)为高压绕组鼓包变形，(c)为低压绕组受撑条约束作用下的凹陷变形，(d)为低压绕组无撑条约束下的局部鼓包变形。几种典型的绕组轴向变形见图2。图2(a)为正常绕组，(b)为轴向垮塌；图2(c)为轴向弯曲或位移。图1、2中：RD表示辐向变形量；AD表示轴向变形量。
2.变压器绕组变形试验情况
2.1变压器基本参数
主变压器型号为SSZ10-63000/110，额定容量：63000/63000/63000kVA，绕组额定电压和分接范围：110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/11kV，联结组别：YNyn0d11，冷却方式：自然油循环风冷（ONAF），出厂日期：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。
2.2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。
2.3电气试验分析
2.3.1绝缘测试和绕组直流电阻测试
绝缘试验主要进行铁芯、夹件对地绝缘电阻测试，高、中、低压绕组连同套管的绝缘电阻测试，测试结果均符合规程要求。直流电阻测试中高、中、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，满足规程要求。
2.3.2绕组电容量测试
三绕组变压器绕组电容等效电路图如图3所示。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次接线测得的试验数据联列方程组可以解出图1中的5个电容值。通常测试的绕组电容量为高对中、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。通过列方程组可得出C1~C3，、C12、C23。如式(1)～(5)，进而分析判断变压器绕组变形情况。
对该台变压器进行绕组电容量测试。
变压器各部电容的变化，对应于不同绕组的变形。为了能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，应用式（1）～（5）求解，使用单一电容量C1、C2、C3、C12、C23分析判断。
3.绕组变形的判断流程的一些建议
（1）先使用FRA法进行综合判断，试验前应对测试仪器、信号线进行自检。主要以判断波形为主，当波形出现明显的尖峰、平移、毛刺、反向的异常波动情况，应先自检为接线/设备，排除干扰源。
（2）FRA数据可作为辅助判断手段，主要判断应为波形，试验结果优先与变压器出厂时的图形进行对比，如果本次检查的曲线与出厂时曲线重合度较高，尤其是中低频差异较小，后续可选择进行电容/阻抗测量进行额外的对比，如果均无问题，基本可认为无明显变形，不影响继续使用。
（3）无变压器厂的原始数据，在FRA后，应综合短路阻抗和电容测量的结果，共同进行分析，若中低频曲线重合度较高，且电容及阻抗横纵向对比几乎无明显差异，考虑到轻微变形量可能会发生积累，建议运行一段时间后再进行复检，看是否有继续变化的趋势。
（4）无原始数据情况下，FRA波形一致性较好，但电容/阻抗出现了明显变化，也可能是线圈整体倾斜导致，可能发生了较严重的绕组变形。
4.降低绕组变形误差和避免风险的建议
4.1变压器制造厂
（1）应强化试验人员专业素质及测量仪器的校准工作，降低人为误差和设备误差，同时尽可能降低干扰。（2）出厂试验时应本着认真负责的态度进行绕组变形试验，不能流于形式，提供真实有效的数据，供电厂检修时进行比对。
4.2变压器厂出厂试验现场第三方见证人员
（1）应在现场严格监督试验过程，对数据进行记录和分析，确保数据的真实有效及验证其数值在标准范围内。（2）在出厂试验时发现数据异常，应与厂家共同查找问题，排除异常。（3）监督厂家进行冲撞记录仪的初始状态确认，做好记录。
4.3运输储运方
（1）陆地运输时注意牢固绑扎，避免急刹；爬坡时做好固定避免窜动和滑落出现，但注意倾角一般不得超过变压器要求倾角（一般为15°）。（2）港口装卸时应注意避免磕碰和平稳下落，船舱内不得与其他易窜动货物相邻。
结语
总而言之，为了确保变压器处于正常的运行状态，需要对变压器绕组变形状态信息不断进行收集以及完善，便于对后期变压器的有无变形现象进行判断。在变压器遭受短路电流冲击之后，需要对变压器的各种变化量进行核对，完成短路阻抗试验以及频响试验等数据，对变压器是否存在变压器绕组变形程度进行综合判断，为试验结论提供有利的依据。对存在的异常数据应该全面加以分析，对变压器内部有无存在绕组变形现象进行分析，绝缘损伤等故障，最终给出准确的变压器检修方案，以确保电网安全稳定运行。
参考文献：
[1]张海军，张华，马强，刘彦琴，王曙鸿.基于有限元的电力变压器绕组弹塑性变形分析[J].高压电器，2019(06):170-176.
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论文作者:孙莉
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
标签：绕组论文; 变压器论文; 电容论文; 数据论文; 测试论文; 阻抗论文; 低压论文; 《中国电业》2019年第09期论文;