《电力变压器绕组变形电抗法分析.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力变压器绕组变形电抗法分析.（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电力变压器绕组变形的电抗法 检测分析 v相关标准：DL/T1093-2008 电力变压器绕组变形 的电抗法检测判断导则 v电力变压器短路损坏是电网中严重的主设备损坏事 故。 通过检测变压器绕组变形以减少变压器短路损 坏事故的发生是必要的。GB 1094.52003电力 变压器 第 5部分 承受短路的能力将检测短路电抗 值作为判断变压器是否承受住短路电流冲击的规定 项目，并指出“观察测量电抗的可能变化是特别重要 的” v本标准适用于容量 2500kVA以上的电力变压器。 1.基本术语定义 v动稳定状态：变压器在运行中承受设计所允许的正 常和异常机械应力的能力的状况和态势。通常用以 描述机械结构的
2、坚固程度。 v绕组对：变压器中由每两侧绕组组成一对绕组，称 之为一个绕组对。有 n侧绕组的变压器就有n(n-1)/2 个绕组对。 v绕组动稳定状态参数：表征变压器绕组动稳定状态 的参数，四个能灵敏地反映变压器绕组动稳定状态 的参数：短路阻抗 ZK 和 ZKe、短路电抗Xk、漏电 感 Lk。 1.基本术语定义 v短路阻抗ZK ()和ZKe (%) 在额定频率和参考温度下，短路阻抗是变压器的 某一对绕组中，某一侧绕组端子之间的等值阻抗 。确定此值时，该对绕组的另一侧绕组被短路， 而其他绕组(如果有)开路。 短路阻抗可用一个复数表示: 在实际测试时，只直接测其模值: 短路阻抗用百分数表示时，可用ZK
3、e 表示: 1.基本术语定义 v短路电抗Xk ()：短路电抗Xk是短路阻抗ZK 的虚部 。 v漏磁通：仅与产生它的绕组相匝链，不与其他绕组 匝链，不完全在铁心内流动的磁通。 v漏电感Lk (mH)：用于表征漏磁通的一个物理量。 v异常绕组对：绕组参数(ZKe、ZK、Xk、Lk)超过注 意值的绕组对。 v相关绕组对：含有异常绕组对中某一侧绕组的绕组 对。如：三绕组变压器的高压对低压绕组异常，那 么高压对中压、中压对低压就是相关绕组对。 2.电抗法检测原理 v变压器的每一对绕组的漏电感Lk 是这两个绕组相对 距离(同心圆的两个绕组的半径 R 之差)的增函数， 而且Lk 与这两个绕组的高度的算术平均
4、值近似成反 比。即漏电感Lk是这对绕组相对位置的函数，Lk =f(R、H)。绕组对中任何一个绕组的变形必定会引 起Lk的变化。由于绕组对的短路电抗 Xk 和短路阻 抗ZKe、ZK都是Lk的函数，因此，该绕组对中任一 绕组的变形都会引起ZKe、ZK、Xk 发生相应的变化 2.电抗法检测原理 考虑到ZmZ1，I1NI0，当负载变化时，I0变化很小，可以认为 不随负载的变化而变化。这样，便可把T型等效电路进行简化处理 2.电抗法检测原理 v在漏磁通回路中油、纸、铜等非铁磁性材料占磁路主要部分 。非铁磁性材料的磁阻是线性的，且磁导率仅为硅钢片的万 分之五左右，亦即磁压的99.9%以上降落在线性的非磁性
5、材 料上。把漏电感Lk 看作线性，在本检测中所引起的偏差小 于千分之一。Lk在电流从 0 到短路电流的范围内都可以认为 是线性的。因此，测量Lk可以用较低的电流、电压而不会影 响其复验性(包括与额定电流下的测试结果相比)不大于千分 之二的要求。 由于Xk、ZKe、ZK都未涉及与电压或电流无 关的线性因素，因此均可在不同的电流(电压)下测量上述参 数，而不影响其互比性。 v上述两点就是低电压电抗法判断绕组有无变形的物理基础。 2.电抗法检测原理 3.检测时机 v变压器出厂试验前的全部绝缘试验通过后。 v变压器经运输到现场安装就位后。 v变压器在运行中经受短路电流冲击后，可根据短路 电流的大小、持
6、续时间、 累积短路次数决定。 v变压器的绕组有匝、匝层间短路的可能时。 v变压器大修后。 v正常运行时，一般每6年 1次。 3.检测时机 4.测试电源 v变压器绕组参数测试可以使用标称为 380/220V，50Hz 的电源。测试电源的电能 质量应符合国家标准。 5.检测参数 v测量变压器各绕组对的各单相的短路阻抗ZK、短路 电抗Xk、漏电感Lk之中的任意一个参数。 v首次电抗法检测，还应测量短路阻抗ZKe；三相变 压器应用三相法测量其短路阻抗ZKe。 v测量的参数ZKe、ZK 和Xk 应进行频率校正。 v测量 100MVA以下容量变压器的短路阻抗ZK 和 ZKe还应对有功分量进行温度换算。 v
7、所有测量值的复验性应在0.2%以内。 7.测试方法 v原则上单相参数用单相法测试。 v单相法测试应依次确定： 被测变压器； 被测 绕组对； 被测绕组的分接位置； 被测相； 被测参数。 v被加压绕组为 YN 接线的三相变压器，可用三相四 线法同时测量其的阻抗电压 ZKe和各单相参数。 v三相法测试除省去选定“ 被测相”外，其余同b)。 v测试结果出现异常时，应对所有绕组对用单相法进 行复试。 8.测试绕组对 v先测量含高压绕组的各绕组对的绕组参数；并在绕 组对的高压侧施加测试电压。若测试结果无异常， 可不再继续测试。 v测试发现异常时，除应继续测量相关绕组对的绕组 参数外，还应短接异常绕组对的高
8、压绕组，在较低 电压侧加压测试。 v首次电抗法测试，应测量所有绕组对的绕组参数。 9.分接位置 v测试时，被加压绕组和被短接绕组均应置于最高分 接位置。 v外部短路故障后的检测可增加短路时绕组所在分接 位置的检测。 v首次电抗法检测，还应在变压器铭牌上标有短路阻 抗值(或出厂试验报告上有实测值)的分接位置测量 单相短路阻抗ZK ()或ZKe (%)。 10.接线方式 va) 绕组参数测试的接线与常规的负载试验相同 检测被加压绕组为YN接线的三相变压器的绕组参数 10.接线方式 检测被加压绕组为YN接线的三相变压器的绕组分相参数 10.接线方式 检测被加压绕组为Y(或 D)接线的三相变压器的绕组
9、参数 10.接线方式 检测被加压绕组为 Y接线的三相变压器的绕组分相参数。 10.接线方式 单相电源法： 短接对侧绕组的所有端子(非被测绕组开路)后，将单 相电源电压逐次加在A-B、 B-C、C-A的端子上。测量每两相绕组 的复合参数。 10.接线方式 v测试时，先将被测绕组对的不加压侧所有接线端全 部短接。短接线及其接触电阻的总阻抗不得大于被 测绕组对短路侧等值阻抗的0.1%。 v对加压侧绕组为 D 接线的三相变压器，用单相法测 试时，应参照附录 B 的 B.5 的提示做相应的短接（ 参考）。 v对加压侧绕组为 YN 接线的三相变压器，用三相法 测试时，变压器被加压绕组的中性点(N)、测试系
10、统 的中性点和测试电源的中性点应良好连接。 v测 100MVA以上变压器的绕组参数时，测试系统引 向被试变压器的电流线和电压线应分开。 11.变形判断方法 v建立包含出厂、交接和现场首次试验值的原始资料数据库。 v每次检测后，均应分析同一参数的三个单相值的互差(横比) 和同一参数值与原始数据和上一次测试数据的相比之差(纵 比)。判断差值是否超过了注意值。首次低电压电抗法检测 后，可将测取的短路阻抗ZKe或ZK与铭牌(或出厂试验报告) 上的同绕组对、同分接位置的短路阻抗ZKe 或ZK相比。 v分析纵、横比值的变化趋势。 v分析相关绕组对参数变化与异常绕组对参数变化的对应性。 v结合测量绕组的直流
11、电阻、绕组对和绕组对地的等值电容、 变压器的空载电流、空载损耗、局部放电，进行绕组频率响 应的分析、油中气体的色谱分析，可使变压器绕组有无变形 及其严重程度的判断更为准确、可靠。 12.注意值(仅适用于阻抗电压 UK4% 的同心圆绕组对) v纵比： a) 容量 100MVA 及以下且电压 220kV 以下的电力变压器绕组参数的相对变 化均不应大于2.0%。 b) 容量100MVA以上或电压220kV及以上的电力变压器绕组参数的相对变化不 应大于1.6%。 v横比： a) 容量100MVA及以下且电压220kV以下的电力变压器绕组三个单相参数 的最大相对互差不应大于 2.5%。 b) 容量100
12、MVA以上或电压220kV及以上的电力变压器绕组三个单相参数 的最大相对互差不应大于 2.0%。 13.判断结论 v对绕组变形的检测判断结论应具体到哪一个或哪几 个绕组的哪一相或哪几相。 v对超过注意值的变压器可结合补充性判断的结果综 合分析绕组变形的严重程度而建议器身检查的紧迫 程度。 湘潭电厂#1主变： 型 号：SFP240000/220 接线方式：YNd11 电 压：242/15.75 出厂序号：876S02-1 出厂日期：1987年7月 分接位置：H(1) 生产厂家：保定变压器股份有限公司 例1 测试接线 相别 AOBOCO 相间差 （%） 高- 低 短路阻抗（ ） 32.16932.
13、28831.9431.08 短路电抗（ ） 32.13232.27831.9291.09 三相阻抗电 压（%） 17.918 得到测试数据 结论： 由绕组短路电抗值可见，高压对低压三侧 的短路阻抗值与电抗值相间差较少，由数 据判断变压器绕组应无变形。 例2 型 号：S9-M-100/10 接线方式：Yyn0 电 压：100005%/400 V 出厂序号：0510066 短路阻抗：4.21% 试验分接位置：H(2) 出厂日期：2005年11月 生产厂家：特变电工衡阳变压器有限公司 相别ABBCCA相间 差（ %） 高-低 （额定 分接） 短路阻抗（ ） 91.8 20 92.5 41 91.2
14、80 1.38 短路电抗（ ） 86.3 51 87.0 53 85.5 43 1.77 三相阻抗电 压（%） 4.276 备注阻抗电压值 以换算到参考温度75 环境温度：30 上层油温：30 相对湿度：70% 试验值与铭牌值偏差=（4.276-4.21）/4.21*100%=1.6%。 结论： 本次试验值与铭牌值比较，其偏差满足规程 要求，故该变压器高、低压绕组无变形，试 验合格。 例3 永州局杨梓塘110kV变电站#1主变遭 受了一次严重的短路冲击，事故后对 该变压器进行了一系列试验，由试验 数据分析认为该主变中压侧B相存在 变形。 35kV三相绕频响特性曲线 主变绕组 相间频响特性曲线比
15、较表 比较绕组 偏差系数 AM与BM5.9 BM与CM5.4 CM与AM2.4 表1数据可以看出：35kV绕组AM、BM、CM相互间不相似， 相关性差，BM频响特性曲线相差最大，已发生了明显变化； 据此，通过三相频响特性曲线对比可初步认为1号主变35kV 绕组B相发生了变形。 阻抗电压测试分析 测量部位电压 (V)电流(A)电抗()阻抗() 高- 中 A相220.00 5.324 40.753 40.826 B相220.00 6.069 31.80132.107 C相220.00 5.355 40.635 40.778 三相偏差(%)23.72 23 高- 低 A相235.00 3.603 6
16、8.706 68.980 B相249.00 3.823 68.629 68.724 C相245.00 3.689 68.764 68.846 三相偏差(%)0.2 0.37 中- 低 A相65.50 23.813 2.854 2.862 B相59.80 20.684 2.245 2.233 C相58.90 20.526 2.836 2.844 三相偏差(%)23.02 23.77 主变的短路电抗或短路阻抗在高-中或中-低 测试中，A相和C相相差很小，但B相与A相和 C相比较， 变化较大。通过对这台主变阻抗 变化的比较，可以判定#1主变中压B相绕组 发生了变形。 根据二项测试结果，我们安排变压器返厂并进行了调罩 检查，检查结果如下： 三相高低压线圈未变形，A、B、C相线圈完好无损。 中压B相第38、39、40、41饼线圈匝间短路，其中， 第39饼线匝断5根，整个线圈向内扭曲。 变压器B相绕组变形情况
