变压器绕组变形检测和诊断方法论述

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1、变压器绕组变形检测和诊断方法论述勇　明，黄　芬（无锡供电公司，江苏无锡214061）摘要：运用电力变压器的检测和诊断技术，及时了解和掌握变压器各绕组的状况，对预防变压器绕组变形事故的发生和保障电网安全稳定运行有重大的意义。本文结合实例，阐述了综合应用变压器的油色谱分析、电容量测试、绕组变形的频响法和短路阻抗法测试技术，提高判断检测结果的准确性，是一种有效的变压器绕组变形的综合诊断方法。关键词：变压器；绕组变形；分析变压器是电力系统中最重要的设备之一，由于电力系统发展迅速，系统故障短路电流较变压器投运初期均有一

2、定的增长。变压器在运行中，次级近区范围内发生短路故障时，变压器将会遭受到强大的故障短路电流的冲击，产生强大的电动力引起变压器绕组变形，严重时将直接引发变压器内部故障。根据统计数据显示，对变压器本身影响最严重、目前发生机率最高的就是变压器出口短路引起的绕组变形故障。由于现有试验规程对变压器绕组变形的试验方法还没有对应的规定，测试和诊断的技术还不能有效发现这类缺陷，往往只能通过排油吊罩检查来验证，这不仅要花费大量的人力物力，长时间停运变压器，并且现场处理难度极大。因此，通过有效的试验手段来正确诊断绕组变形的程度具

3、有非常重要的实际意义，本文通过综合运用变压器的油色谱分析、电容量测试、绕组变形的频响法和短路阻抗法测试技术在诊断变压器绕组变形中的实例，介绍了现场判断变压器绕组变形的方法。1　变压器绕组变形原因分析变压器绕组变形的原因，主要是绕组的机械结构强度不足，在受到短路电流电动力和外部机械力的不平衡作用影响时，绕组发生轴向、幅向变形，造成绕组绝缘损坏发生故障。由于绕组在漏磁作用下受到电动力的作用，特别是突然短路时电动力最大。电动力通常可分解为轴向分量和幅向分量。轴向力分为两部分，一部分由于绕组端部漏磁弯曲部分的辐向分量

4、与载流导体作用而产生，它使内、外绕组都受压力；另一部分是由于内外绕组安匝不平衡所产生的辐向漏磁与载流导体作用而产生，该力使内绕组外绕组产生相反方向的轴向力；安匝越不平衡，该轴向力越大。幅向力则由于内外绕组内的电流方向相反，而使外绕组受到幅向张力，内绕组受到幅向压缩力。这几种力都可能损坏绕组的匝间绝缘和使绕组向外扩张，造成相间或对地绝缘损坏，严重时可能造成绕组扭曲变形或导线断裂。电动力致使变压器绕组变形情况主要有以下几种：（1）高压绕组处于外层，轴向力使绕组端部压钉松动、垫块飞出，严重时，铁轭夹件、拉板、紧固钢

5、带都会弯曲变形，绕组松弛后使其高度增加。轴向力使绕组向外扩张使其松弛脱出垫块。（2）中、低压绕组的位置处于内柱或中间时，受到轴向和辐向力的影响，使绕组端部紧固压钉松动，垫块位移；匝间垫块位移，撑条倾斜，线饼在辐向上呈多边形扭曲。若变形较轻，如35kV线饼外圆无变形，而内圆周有扭曲，在辐向上向内突出，绕组内衬是软纸筒时这种变形特别明显。如果变压器承受短路冲击超过2s，变形更加严重，线饼会有较大面积的内凹、上翘现象。测量整个绕组时往往高度降低，如果变压器继续投运，变压器箱体振动将明显增大。（3）绕组分接区、纠接区

6、线段变形。这是由于分接区(一般在绕组高度的1/4和3/4处)和纠接区(一般在绕组首端)安匝不平衡，产生横向漏磁场，短路时使线饼受到的电动力比正常线段要大得多，更易产生变形和损坏。特别是分接区线饼，发生有载分接开关造成的分接段短路故障时，绕组会变形成波浪状，影响绝缘和油道的通畅。（4）绕组引线位移扭曲。这是变压器出口短路故障后常发生的情况，由于受电动力的影响，破坏了绕组引线原有的绝缘距离。如引线离箱壁距离太近，会造成放电，引线间距离太近，因摩擦而使绝缘受损，会形成潜伏性故障，并可能发展成短路事故。2　变压器绕组

7、变形故障的检测和诊断分析案例变压器遭受的短路电流大，继电保护延时动作甚至拒动，变形将会很严重，甚至造成绕组损坏。如果短路电流小，继电保护正确动作，绕组变形将是轻微的；对于轻微的变形，如果不及时检修，恢复垫块位置，紧固绕组的压钉及铁轭的拉板、拉杆，恢复绕组和引线的原状，在多次短路冲击后，由于累积效应也会使变压器损坏。因此诊断绕组变形程度、制订合理的变压器检修周期是提高变压器抗短路能力的一项重要措施，下面结合实际诊断案例进行技术分析：2.1　绕组变形诊断案例一220kV塘头变1号主变为OSFPS7—180000/

8、220型变压器，1994年6月生产，1994年12月投运。2005年2月1日预防性试验测试的电容量数据与前一次2003年10月27日相比，高中压对低压、平衡绕组及地电容量增长4.5%，低压对高中压、平衡绕组及地电容量增长3%左右，其它试验数据均无明显变化，缩短试验周期并加强绝缘油色谱跟踪检测处理。（1）绕组电容量（介损）试验绕组电容量（介损）试验数据见表1。　　　　　表1　电容量测试数据