变压器绕组变形测试讲义.docVIP

讲义 变压器绕组变形测试技术及其应用 Transformer Winding Deformation Test Technology Application 山东电力研究院 苏州工业园区海沃科技有限公司 Copyright ? 2001 ShanDong Electric Power Research Institute 目 录 1 前言 1.1 什麽是绕组变形? 1.2 绕组变形的原因 1.2.1 短路故障电流冲击 1.2.2 在运输、安装或者吊罩大修过程中受到意外冲撞 1.2.3 保护系统有死区，动作失灵 1.2.4 绕组承受短路能力不够 1.3绕组变形的危害 2 绕组变形的测量方法 2.1 阻抗法 2.2 低压脉冲法 2.3 频率响应法 3 频率响应法的原理 3.1 变压器线圈的等值电路 3.2 绕组变形种类以及变形在等值电路中的等效分析 3.2.1 整体变形 3.2.2 局部变形 4 TWD-Ⅱ变压器绕组变形测试系统 4.1 系统组成 4.2 主要技术参数 4.3 特点 5 现场测试过程中的注意事项 5.1 对测试环境的要求 5.2 对变压器状态的要求 5.2.1对引线、周围接地体和金属悬浮物的要求 5.2.2 对分接位置的要求 5.2.3 对接地的要求 5.2 测试接线方式 5.2.1 YN接线 5.2.2 Y接线 5.2.3 对于Δ接线 5.2.4 有平衡绕组的变压器 5.2.5 套管末屏取信号的问题 5.2.6 其它注意事项 6 绕组变形波形分析 6.1 频率响应图谱的特征 6.1.1 差异是绝对的 6.1.2 具有相对的一致性 6.1.3 低压绕组的一致性较好 6.1.4 厂用变压器的一致性较差 6.1.5 三相变压器的一致性较好 6.2 变形测试的判断 6.2.1 低压绕组为主，高、中压绕组为辅 6.2.2 横向比较为主，纵向比较为辅 6.2.3 低频段为主，中、高频段为辅 6.2.4 波形观察为主，相关系数判断为辅 6.2.5 综合判断 6.3 绕组变形程度的分类 6.4 变压器绕组变形判断程序 7 应用情况 7.1龙口发电厂#03高备变 7.2 泰安电业局红庙站#1主变 7.3 济宁电业局八里站#1主变 7.4龙口发电厂#6高厂变 7.5 淄博电业局付家站#1主变 7.6 莱芜发电厂#3主变 7.7 华德发电厂#2主变 7.8 十里泉电厂#01高备变 8 总结1 前言 变压器是电力系统中重要的设备之一，它的正常与否直接影响电力系统的安全运行。近年来变压器短路故障呈现上升趋势，造成变压器绕组损坏的几率增加，严重威胁变压器的正常运行。据国家电力公司不完全统计，仅在1990年至1997年间国内110kV及以上电压等级的变压器，因遭受短路故障电流冲击直接导致的损坏事故约为145台次，占同期总事故台次的31%，如表1.1所示。而对于厂用变压器(包括厂变和备变)，该问题则显得更加突出。一方面说明，变压器绕组抗短路能力的设计水平不够，有待变压器生产厂家的改进和提高；另一方面，迫切希望有一种方法能快速准确地对变压器绕组是否发生有害变形进行诊断，以便及时应用于变压器绕组故障的判断和决策实践。这种方法就是变压器绕组变形测试技术。 表1.1 1990～1997年变压器短路损坏事故统计表 年份 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 事故总台次 34 56 76 69 57 59 58 55 短路事故台次 2 3 18 22 21 29 29 21 短路事故占总事故比例(%) 6 5 24 32 37 49 50 38 1.1 什麽是绕组变形? 变压器绕组变形指的是：变压器在运行中遭受出口(近区)短路的冲击，或者在运输、安装、吊罩大修过程中受到碰撞冲击时，在电动力和机械力的作用下，绕组尺寸、形状发生的不可逆转的变化现象。它包括变压器绕组或铁心发生器身位移、松散、扭曲、鼓包、匝间短路等径向或轴向尺寸变化。变形严重的可能伴随绝缘材料的损伤，甚至绝缘破裂，进而造成变压器事故的发生。 1.2 绕组变形的原因 造成绕组变形的主要原因有： 1.2.1 短路故障电流冲击 电力变压器在运行过程中，不可避免地要遭受各种短路故障电流的冲击，特别是变压器出口或近区短路故障，巨大的短路冲击电流将使变压器绕组受到很大的电动力(是正常运行时的数十倍至数百倍)，并使绕组急剧发热。在较高的温度下，导线的机械强度变小，电动力更容易使绕组破坏或变形。 短路故障电流冲击是变压器绕组变形的最主要外因。 众所周知，电力变压器线圈是以绝缘垫块隔开的铜或铝线段所构成的。这种系统的动特性在发生突发短路时是变化的。因为绝缘垫块的弹性与其压紧程度有关，即与作用力有关。电动力本身也不是恒定不变的，而是按照复杂的规律变化