变压器低电压短路阻抗测试异常案例分析与讨论
北京中考查分-中秋感谢信
・
108・
第45卷第2期
2009年 4月
高压亡
High,Voltage Apparatus
V01 45 No.2
Apr
. 2009
变压器低电压短路阻抗测试异常案例分析与讨论
程 盛, 陈三运, 马 强
, 邱 劲, 曾 军, 邹少勇
(湖北省宜昌供电公司.湖北宜昌 ̄3003)
摘要:笔
者列举了5起交接试验时变压器阻抗电压与铭牌值相比偏差超过注意值的案例
分析了超标原因,介绍了投
运前绕组
,
移位、变形判定过程,提出了其电抗法判定原则及对新变压器加强全过程技术监督
管理的建议。
关键词:变压器;短路阻抗;偏差;变形;电抗法
中图分类号:TM51 文
献标志码:B 文章编号:1001-1609(2009)02 0108.04
Case Ana
lysis of Over Standard of Low Volage t
Short Ci
rcuit Impedance in Transformer Test
CHENG Shen
g,CHEN San。yun,MA Qiang,QIU Jin,ZENG Jun,ZOU Shao-
yong
(Yiehang Power Supply Company of Hubei,Yi
chang ̄3003,China)
Abstract:Five cases are disc
ussed,where the deviation between the voltage on i
mpedance and the voltage on nameplate
exceeds
the specified range in short circuit impendenee me
asuring during acceptance tests of the transformer
s.The causes of
the deviation are analyzed,and
the diagnosis procedures of the winding shift and
deformation before transformer operation are
introduced.In addition,the judging principle of th
e reactance method is proposed,and some suggestion
s about entire
inspection and management for n
ew transformers are offered.
Key words:transfo
rmer;short circuit impedance;deviation;deformation
;reactance method
’
0 引言
作为电力系统重要的主设备.
变压器的健康状
况将严重影响电网的安全运行。绕组移位、变形已成
为变压器事故的首要原
因。造成变压器绕组变形的
主要原因有:在运输、吊装过程中发生意外碰撞;在
运行过程中
遭受外部短路电流的冲击
变压器短路阻抗是当负载阻抗为零时变压器内
部的等效阻抗。短路
阻抗的电抗分量 ,一般可认
为即是绕组的漏电抗.它是两个绕组相对距离(同心
圆的两个
绕组的半径尺之差)的增函数.而且漏电
到冲撞,或倾斜超出规定的,可在卸车(船)前进行。 《电抗法检测导则》中对阻抗电压>4%的同心
圆绕组对各参数变化注意值有以下规定:①纵比:
容量l00 MV-A及以下且电压220 kV以下的电力
变压器绕组参数的相对变化均
不应大于±2.0%.
容量l00 MV.A以上或电压220 kV及以上的电力变
压器
绕组参数的相对变化不应大于±1.6%;②横比:容
量100 MV・A及以下且电压220 kV
以下的电力变压
器绕组3个单相参数的最大相对互差不应大于
2.5%.容量100 MV
.A以上或电压220 kV及以上的
电力变压器绕组3个单相参数的最大相对互差不应
大
于2.0%
感 与这两个绕组高度的算术平均值近似成反比。
由于绕组对的短路电抗 和短
路阻抗 都是 的
函数。因此,若绕组出现变形、位移, 、 、 、 亦
均会有所反映
1检测情况介绍
宜昌供电公司自2002年起在历年的反措中规
定变压器交接试验
时必须进行首次低电压短路阻抗
测试.在交接试验中进行低电压短路阻抗测试目的
即将颁布
实施的《电力变压器绕组变形的电抗
法检测判断导则》(简称《电抗法检测导则》)中4.1
条明确规定了绕组变形的检测时机:变压器经运输
到现场安装就位后.若运输过程中有剧烈震动,或
受
有3点:①建立原始数据库.便于变压器在遭受出口
短路、近区短路后有原始“指纹”数
据进行纵向比较;
⑦判断上下车船、吊装运输、本体就位过程中有无倾
收稿日期:2008
-08-25:修回日期:2008—12—13
作者简介:程 盛(1971一),男,湖北宜昌人
,高级工程师,从事电气试验技术管理。
2009年4月 高压亡.五 第45卷第2
期 ・109・
斜、冲撞、震动、跌落等不利因素造成绕组和铁心变
形、移位;③检验变压
器的制造工艺水平。三相变压
器的3个单相线圈或同一批同类型同规格的变压器
线圈的结构
和组装尺寸设计值是一样的.三相参数
的差异主要是南工艺过程造成的 宜昌供电公司短
相
比,偏差△ 分别为5.72%、-4.2%;高对低三相
电抗 分别为99.80、99.95、9
9.4211,三相电抗最大偏
差 为O.5%;高对中三相电抗 分别为59.70、
5
9.55、59.46Q.三相电抗最大偏差值AXk为O.3%。
表1绕组频响曲线相关系数表 <
br>路阻抗测试判断原则为:①单相电源法测试各单相
绕组参数(短路电抗 、漏电感 )进行横向
比较;
⑦三相电源法测试三相绕组综合阻抗电压 与铭
牌值 或出厂试验值 进行纵向比较
。在《电抗
法检测导则》出台初稿前,可供参考的依据只有GB
1094—85《电力变压
器》第5部分《承受短路能力》中
的“圆形同芯式变压器的电抗在短路电流冲击前后
的变化
不大于2%”.故宜昌供电公司规定低电压短
路阻抗试验注意值均为2%
宜昌供电公司从2
002年开始在交接和停电预
防性试验时开展低电压短路阻抗测试.也对发生出
口和近区短
路的十多台次变压器进行绕组变形检
测.累积检测变压器近300台次 使用的仪器为天水
长城(西安天城)电力仪器设备厂生产的{CD9882型
变压器动稳定状态参数测试仪》。我公司2
005年至
今共进行ll0 kV及以上变压器交接试验38台.其
中220 kV变压器
ll台.1 10 kV变压器27台。在交
接试验中阻抗电压实测值与铭牌值相对偏差超过注 意值的有7台.其中220 kV变压器2台.110 kV变
压器5台,分别占测检总数的18
.2%、18.5%。
2案例分析
(1)案例l
2006年某ll0 kV变电
站一台A厂200l0年生
产的2000 MV・A变压器.因容量不够移至另一变电
站,
该厂生产的一台新变压器接替老变压器运行。新
变压器型号为SSZI 1—31500.额定电压1
l0±8×
1.25%/38.5 ̄3 ̄2.5%/1l kV.组别YnYndl1(事例中各
变压器均为此组别)
2006年6月对变压器进行交接试验.绕组高对
中阻抗电压
实测值 为10.44%,与铭牌值 =
10.17%相比,偏差△ 为2.65%。高对中绕组三相
电
抗值 k分别为38.52、38.38、38.27 n,偏差 k为
0.65%。虽
然阻抗电压值的纵向比较大于注意值.但考
虑到绕组单相电抗值和三相频响曲线的横向比较都
无较大差异,仔细分析后判定该变压器绕组无异常
(2)案例2
案例1中提到的A厂型号
为SFSZ9—20000/1 10
的变压器因容量不够迁至另一变电站运行.2007年
2月在该变压器迁移就位后进行了首次短路阻抗和
频率响应试验
高中低三侧绕组频率响应
曲线相关系数见表
l。绕组高对低、高对中阻抗电压实测值 与铭牌值
虽然高对低、高对中
绕组短路阻抗值与铭牌值
均超过2%的注意值.但单相法测出的三相电抗值基
本无差异.而
且频响法测试显示波形良好.在仔细分
析后认定绕组无异常.随后在征得各方面同意后进
行
了操作波感应耐压试验。A、B相感应耐压试验通
过.但C相耐压时出现击穿。波形显示击穿时高压
侧电压为298 kV.中压侧为110 kV
有厂方参与的变压器复试结果仍然如上所述.
经过协商后返厂拨线圈解体检查.但未发现异常
该变压器重新组装后的出厂试验结果为:高
对中、高
对低阻抗电压值 ,分别为10.4%、17.22%(与铭牌
值 10.74%
、16.58%分别相差一3.2%、3.9%)。2007年
5月运抵安装就位后再次在现场按厂家
要求进行了
低电压短路阻抗试验。现场高对中、高对低阻抗电压
值 分别为10.3%、1
7.56%,与出厂试验值10.4%、
17.22%相比偏差为0.98%、1.95%.与铭牌值
相比偏
差为一4.1%、5.9%。
表2为2007年2月、2007年5月两次绕组阻
抗电压值与铭牌值、出厂值的偏差.表3为两次试验
时高对低、高对中各绕组单相参数的对比
表2两次绕组阻抗电压与铭牌值、出厂值的偏差
注: 为两次试验实测值, 为铭牌值,
为出厂值,
AUk、△ 。分别为Uk与 、 与Uu,的相对偏差,
表3 绕组单相参数
两次试验的纵向比较
注: 为各绕组对电抗值, 为各绕组对电感值。
・<
br>1 10・ Apr.2009 High Voltage Apparatus Vo1.45 No
.2
从表2、3可看出.现场2007年2月、2o07年5
月两次阻抗电压实测值相差甚
小.偏差分别为
0.1%、0.17%,单相电抗值最大偏差也仅为一0.43%,这
新增
一台2号新变压器。该变压器由B厂生产.型号
为SFSZ10一l80000/220.额定电压为
230_+8x1.25%/
l15/10.5 kV。2007年l1月.试验人员对2号变压器
说明解体前后绕组动稳定状况(布置、结构、距离等)
没有变化.这也进一步说明解体前绕组
动稳定状况
良好。由于解体前后各绕组的布置、结构、距离等没
有任何改变.那么铭牌值就
应该和2007年5月的出
厂试验结果一致。让人疑惑不解是出厂试验值与铭
牌值偏差达一
4.10%、5.91%.远大于导则规定的复验
进行交接试验。绕组高对中阻抗电压实测值 为 <
br>13.55%,与铭牌值 12.91%相比,相对偏差△ 为
4.96%.试验数据见表5
表5绕组阻抗电压与铭牌值、出厂值的偏差
绕组
高对中 13.55
,
% l △
4.96
AUk,,%
0.29 12.91 13.51
分散性不大于0.2%的要求 鉴于在变压器内部未发
现击穿痕迹.耐压时击穿疑为外部放电或闪络
,试验
击穿与绕组动稳定状态无直接联系
(3)案例3
同是A厂生产的型号为S
SZ11-40000/110变压
器.额定电压为llO ̄8x1.25%/38.5 ̄3x2.5
%/11 kV.
新变压器在安装就位后于2007年4月进行低电压
短路阻抗试验 试验
数据见表4
表4高对低绕组阻抗电压与铭牌值、出厂值的偏差
绕组 Uk AUL l △
,f%A 。
高对低 18.41 17.84 3.20 18.63 4.43 —1.18
表4中, 为实测阻抗电压值, 为铭牌值,
为出厂试验值,△ 、△ 、△ 。分别为 与
、
与 。、仉与 。的相对偏差
高对低绕组阻抗电压实测值Uk=18.41%,与铭
牌值 =17.84%相比,相对偏差△ 为3.2%,大于
2%(注意值)。单相电源法测
出的高对低绕组的单相
电抗值分别为52.35、52.32、52.481"),最大偏差△ k=
0.18%。
查阅出厂试验报告.报告中只有阻抗电压的最
终换算结果.而无具
体电流、电压实测试验数据。鉴
于A厂已出现过两起阻抗电压现场实测值与铭牌
值偏差较大
的异常情况(见案例1和2),与厂家取
得联系后.得到出厂试验时的原始试验数据:低压绕
组短接.高压绕组加压,电流2 A时,OA、OB、OC电
压分别为112.6、112.5、1
13.0V。
u ke一———————_=I= —————一 × —了 一 =
(
112.6+—112.5+113.0)×
—
3
:l8.63%
根据
厂家原始试验数据.可以计算出阻抗电压
出厂值 应为18.63%,铭牌值 与出厂值 。
相比,偏差△ 为4.43%。铭牌值 与出厂值 。
相比,相对偏差△ ,=一1.18%,小于
注意值,判定绕
组无移位、变形, .
(4)案例4
某220 kV变电所已有一
台1号变运行,2007年
绕组高对低、高对中、中对低单相电抗值偏差分
别为0.38%
、1.7%、1.71%。频响法测试显示,三相绕
组横向比较波峰波谷位置无明显变化.频响曲线相
关系数见表6。
表6绕组频响曲线相关系数表
阻抗电压值与铭牌值的横向比较与
单相电抗
值、频响曲线的横向比较相矛盾,在我方要求下,厂
方自带试验设备对该变压器进
行了复试,厂方测得
值为l3.51%。 与 (正确铭牌值)的偏差为
0.29%.判定
绕组无异常
对铭牌值的错误有两种不同的说法:①实习生
错打了铭牌数值:②厂方在出厂试
验时发现实测值
与技术协议中的规定值相差颇大.对试验数据进行
了更改。
值得
注意的是:①变压器抵达现场后验收时发
现冲撞记录仪未打开.只得进行吊罩检查.检查中未
发现有变形、移位现象:②绕组高对中原铭牌值为
12.91%.与1号变铭牌值一样。
案例5
2008年4月.试验人员对C厂生产的一台型号
为SSZ11—40000/11
0、编号为7101009、额定电压为
l15+_8x1.25%/38.5 ̄3x2.5%/l0
.5 kV的新变压器进行
交接试验
绕组高对低阻抗电压实测值 为18.99%,与 <
br>铭牌值 =18.16%相比,相对偏差△ 为4.55%。单
相电抗值的测试结果为高对低、
高对中单相电抗值
偏差分别为0.97%、1.6%。频率响应曲线显示,三相
绕组横向比
较波峰波谷位置无明显变化,频响曲线
相关系数见表7
由于出厂试验报告中只有最终测试结
果而无电
流、电压值及测试方法,故要求厂家提供电流、电压
试验值 温度35 qC时.
厂家施加电流686A,阻抗电压
为595 V.归算到额定电流下阻抗电压为1 907 V,短
路阻抗为18.16%
2009年4月
表7三相绕组频响曲线相关
系数表
高压亡譬 第45卷第2期 ・111・
求.加强出厂验收时的短路阻抗检测 订货
时的商务
合同中对短路阻抗实测值与额定分接位置的保证值
相比超过允许值时规定了具体的
降低销售价格条
款.见证人员应认真进行验收.防止生产商因实测值
达不到合同要求而有意
弄虚作假欺骗用户。如果未
进行出厂试验见证.一旦现场试验结果与出厂试验
厂家对现场实
测值与铭牌值相差较大的解释是
出厂试验与现场试验时施加电流值不一样造成了测
试结果的
差异 低电压下测量与额定电流下的测试
值差异过大.其原因就很难分析清楚。
(4)建议
在技术协议中规定出厂试验报告中应
按照《十八项电网重大反事故措施》要求详细记录低
结
果相比可以认为等效(不大于千分之二的误差),
电压短路阻抗测试时电流、电压等参数的原始试验记
这是构成低电压电抗法可以在施加不同电压、电流
录及换算过程,方便运输、安装就位后的
纵向比较。
情况下检测绕组各项参数并进行对比的物理基础
(5)当短路阻抗值与铭牌值相
比有较明显偏差
厂家的解释与低电压电抗法的测试原理相抵触
时,可依据湖北省电力公司《
防止电力生产重大事故
二十五项重点要求实施细则)20.2.9.1条“现场安装
3讨论
及建议
竣工后.必要时由制造厂家用同型号的仪器再进行
(1)同一型号的变压器各项技术
参数在理论上
绕组变形频率响应特性试验”的规定要求厂家携带
差异应很小.但由于厂方工
艺执行上的差异.往往会
仪器进行现场频率响应试验.将两次频响曲线进行
造成产品由同一
图纸生产但技术参数相差较大 不
纵向比较以判定变压器是否存在移位和变形
能排除个别变
压器厂家将某一台变压器的短路阻抗 (6)变压器投入运行后应按规程要求监测油中
值或设计值套用
到同一类变压器铭牌上的可能 部
溶解气体体积分数及增长趋势.尽早地在变压器发
分变压
器短路阻抗铭牌值未能真实反映变压器的技
生事故之前发现缺陷.防止确有变形移位的变压器
术参数.且与出厂试验值相比不一致.这已被案例
因漏判混入电网运行
2、3、4所证实
。
(2)由于部分变压器铭牌值不能真实反应其技
4结语
术参数,对投运前绕组
变形、松动的判断应采取阻抗
电压值与铭牌值、出厂值纵向比较与各绕组电抗值
(1)个别
变压器短路阻抗铭牌值与出厂试验值
横向比较相结合的原则.必要时配合绕组频响曲线
不一
致,未能反映其真实技术参数。
的横向比较进行判断.并要充分考虑同一厂家生产
(2)对
投运前阻抗电压的判断应采取阻抗电压
的变压器以往短路阻抗测试情况 短路阻抗实测值
值
与铭牌值、出厂值纵向比较与各绕组电抗值横向
与铭牌值、出厂值的相对偏差只能参考.不能作为绕
比较相结合的原则.必要时结合绕组频率响应曲线
组稳定性较差的唯一依据 当与铭牌值相比
超过导
的横向比较进行分析.并要充分考虑同厂家的变压
则注意值时应再与出厂值相比 与
出厂值相比依然
器在交接试验中的以往测试情况 短路阻抗实测值
超过注意值时.应充分尊
重绕组单相电抗参数之间
与铭牌值相比超过导则注意值时应与出厂值相比.
的横向比较结果
与出厂值相比依然超过注意值时.应充分尊重绕组
(3)鉴于国内已发生过因阻抗电压值不
符合技
单相电抗参数之间的横向比较结果
术协议或GB 1094.1—1996(电力变
压器》中短路阻
抗允许值而引起纠纷的事例¨1.出厂验收时应根据
参考文献:
技术协议和GB 1094.1—1996中允许偏差值确定阻
l1】 邬伟民,孙 强,李建强.低
电压电抗法诊断电力变压器动
抗电压是否在允许误差范围内.按照现场见证的要
稳定状态的
实测分析 .电力设备,2003(1):50—55.
(上接第107页)
(实为罕见的
小概率事件).将导致相关阀段13只晶
许数”保护取代原激光监测保护,也是可行的。
闸
管得不到足够的触发光能量.致使部分晶闸管
BOD正向保护触发动作.当超过“BOD动作允许数”
参考文献:
(8个)时,VBE发跳闸信号,上报站控系统,停机。
【1】 M
A TERN J.Technical Requirements and Data for Valve
4结语
Control CSG/GG2/ED2.111.XS-0【R1.Numbe
rg Germany,
Siemens,2005.
笔者认为采用方案1。将有助于消除
激光发射
【2】 BALBIERER S.Thyristor Control and Mon
itoring PTDHI7 1/
检测中误报这一缺陷。而方案2则用“BOD超过允
P-oOl135/ED2.112.JR].Erlagen Germany.Siemens,2003.