摘要：直流电阻测试对发现主变压器绕组缺陷具有重要作用。基于实际案列，分析了直流电阻在发现主变绕组缺陷的有效性，指出其对发现套管将军帽松动、有载分接开关压接不牢、极性开关内部接触不良等具有明显效果，但对于因绝缘击穿导致的断股类缺陷，只要引线烧损等效截面积所占整体比例不大，则不能反映真实缺陷，只有结合油色谱、运行工况、保护动作等才能有效判断故障类型。
关键词：主变压器；绕组；直流电阻；缺陷
变压器是电网系统的心脏，其健康状态直接影响整个电网运行的安全稳定。大型电力变压器绕组直流电阻（直阻）是判断变压器绕组是否异常或故障的主要依据之一，是变压器出厂、交接以及预防性试验的基本项目之一，也是变压器发生故障后的重要检查项目。绕组直阻及其不平衡率能有效判断及发现绕组接头焊接质量，有无匝间短路，分接开关接触是否良好，绕组或引线有无断裂等变压器绕组典型缺陷和故障。《电力设备状态检修规程》规定，1.6MVA以上的变压器，相电阻不平衡率不应大于2%，线电阻不平衡率不大于1%，1.6MVA及以下的变压器，相电阻不平衡率一般不大于4%，线电阻不平衡率一般不大于2%。
1典型直阻缺陷
1.1套管桩头缺陷
套管桩头缺陷主要有接线板螺栓松动缺陷和将军帽松动缺陷。该缺陷将直接导致严重发热，可直接通过红外热像发现该类缺陷，而且可通过红外精确测温直接判断出发现点，区分出是接线板螺栓松动缺陷还是将军帽松动缺陷。该类缺陷在处理前后，各测一次变压器直流电阻，可确认该缺陷是否消除。
2014年7月，试验人员在对变电站进行巡检时，红外测温发现2号主变110kV侧C相套管发热至68.7℃，发热点是套管顶部柱头，为电流制热性缺陷。DL/T664—2016《带电设备红外诊断应用规范》规定套管柱头热点温度大于或等于55℃时判定为严重缺陷，应及时停电处理。
对该变压器进行停电试验，发现其绕组直阻C相偏大，不平衡率为4.96%，超过了规程值（规程要求不超过2%）。检修人员对C相将军帽进行紧固1/4圈的处理后，再次测试直阻数据合格，如表1所示。运行后红外巡视无异常，说明该缺陷得到有效地消除。
表1 将军帽处理前后绕组直阻（换算至20℃）
1.2 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。
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。
根据故障位置不同特征也就不一样，切换开关奇数挡接触不良将导致直流电阻不平衡度在主变所有奇数挡具有相似的规律，同理，切换开关偶数挡接触不良将导致直流电阻不平衡度在主变所有偶数挡具有相似规律；极性开关接触不良将导致直流电阻不平衡规律性在极性开关切换前后不一致，且规律变化在切换前后非常明显；选择开关引线松动或接触不良表现为在极性开关切换前后所对应的两挡，所表现出来的直流电阻不平衡规律一致。
2直流电阻无法发现的导电回路缺陷
2.1绕组断股故障
2013年4月，35kV某站1号主变（型号：SZ9-10000/35）前期遭受雷击，对该主变进行停电进行诊断试验，其绕组直阻数据正常；同时，该主变色谱试验分析发现C2H2含量为81.8μL/L，总烃含量为205.6μL/L，如表2所示。
表2 某变电站1号主变色谱试验数据
从色谱数据可知，油中C2H2含量超标严重，三比值编码为102，说明主变内部存在有明显的电弧放电发生。其后，对该主变进行吊罩大修检查，发现其分接开关引线烧蚀断股的情况，共计20股铜线有4股已经断开，如图1所示。
图1 分接开关引线断股部分
断裂的铜线尖端导致电场畸变，在电压作用下发生持续放电，导致油纸分解，生产大量烃类气体、CO及CO2；然而由于引线断股后仍然具有良好的导电性能，因此绕组直阻数据并无明显异常，符合相关规程规定。检修人员对断股处进行打磨处理，采取细铜丝缠绕加固，并采用锡箔纸包覆。经滤油处理后对主变进行验收试验，高压试验数据及色谱数据合格。
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３ｃｍ，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结语
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。
参考文献：
[1]Q/GDW04－10501047－2010，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．
论文作者:徐宝华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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