電力變壓器繞組直流電阻不平衡故障分析

摘要本文針對大型三相電力變壓器繞組直流阻抗不平衡故障進行分析，指出故障產生的主要原因，提出了解決方法。

關鍵詞變壓器繞組直流電阻故障處理

中圖分類號:TM4文獻標識碼:A

1 變壓器繞組直流電阻測試要求和標準

三相電力變壓器繞組直流電阻測試是變壓器出廠及預防性試驗的主要項目之一，也是變壓器發生故障后的重要檢查項目。按照IEC標準和國標GB1094，變壓器在制造過程中、大修后、交接試驗和預防性試驗以及繞組平均溫升的測定和故障診斷中等都必須進行該項試驗。根據標準規定:1.6MVA以上的變壓器，相電阻不平衡率應≤2% ，無中性點引出的繞組，線電阻不平衡率應≤1% ;1.6MVA 下的變壓器，相電阻不平衡率應≤4% ，線電阻不平衡率應≤2% 。

2 變壓器繞組直流電阻不平衡現象

導致變壓器三相繞組直流電阻不平衡的因素有設計、制造和運行三個方面。對于各類三相變壓器，不論是一次繞組還是二次繞組，若出現三相繞組直流電阻不平衡現象，就說明繞組及與繞組相聯結的引線、套管或分接開關有故障。直流電阻不平衡可能會發生下現象:(1)繞組出現局部發熱現象;(2)繞組的三相電流及電壓不平衡;(3)變壓器在運行時跳閘;(4)變壓器出現單相運行。

3 變壓器繞組直流電阻不平衡實例討論分析

3.1如工作中某臺3200kvA三相變壓器直流電阻在變壓器溫升20℃時測試結果如下

從測試結果看，高壓側三相繞組直流電阻不平衡，應進一步討論不平衡率是否≤2%。

取第Ⅰ檔:RA+RB=4.729€%RRA+RC=3.854€%RRB+RC=4.723€%R列方程組;通過解方程得:RA =1.940€%RRB =2.789€%RRC =1.934€%R。

從計算結果可以看出，B相直流電阻偏大，須通過計算三相繞組的直流電阻平均值R平均進一步判斷故障部位。

根據公式計算不平衡率:

因為三相繞組的直流電阻不平衡率遠大于2%，所以可以判斷該變壓器有故障，且故障發生在B相。

3.2故障產生的原因，處理方法和措施

(1)三相繞組中存在匝間短路。查找和處理:可用電橋進行檢測或在空載停電后用手摸三相線包，如果繞組發熱嚴重即判斷為匝間短路(當短路匝在內繞組時，發熱現象不明顯):查出故障后，可對繞組進行局部修復并重包絕緣，對不能修復的繞組要重繞繞組。

(2)引線與相關部件連接不緊，引線與套管導桿或分接開關之間連接不緊，也能導致變壓器高壓繞組直流電阻不平衡率遠>2%。處理方法和措施:首先檢查各連接部位是否接觸良好。其次，檢查變壓器運行時，利用變壓器油的氣相色譜分析結果，綜合分析、判斷產品內部是否有故障，如有異常可及時查出不良部位，及早采取措施。

(3)分接開關接觸不良。處理方法和措施:用氣相色譜分析，若發現變壓器內部有熱故障，可證明其導電回路接觸不良。應該對該變壓器進行吊心檢查。對這類故障，可采取預防措施:如避免分接開關各部分螺釘松動;調壓開關5～6年至少檢修一次;出廠前或分接開關檢修后，要對分接開關指示位置進行核對，確認分接開關指示位置正確。

(4)繞組焊接不良或斷股。一相繞組某一個或幾個并聯支路引線頭斷開或焊接不良。如該變壓器高壓側是雙層并繞線圈，極有可能其中某股虛焊或焊接不良，經長期運行后造成脫焊，使阻值增大。我們采取以下的措施:首先利用氣相色譜分析結果，綜合判斷繞組故障。其次，對變壓器進行吊心檢查;檢查結果外觀無異樣，手壓分接開關內部彈簧壓力正常，動定觸頭表面均正常，用雙臂電橋測量均小于國家規定允許值，接線端也無松脫跡象。以上問題排除后，再用雙臂電橋分別對三相繞組進行測試，其測試結果與吊心前基本相同，由此，判斷B相繞組其中一股在焊接處存在問題，于是把B相繞組的焊接處拆開檢查。結果是雙線繞法其中一根線處于虛接狀態。通過焊接、絕緣等處理后，次日再次測試直流電阻:溫度<20℃，高壓側Ⅰ檔測試結果:RAB= 4.729€%R、RAC=4.723€%R、RBC=4.722€%R;Ⅱ檔、Ⅲ檔以及絕緣電阻、泄漏電阻、介質、損耗角、工頻、耐壓試驗均符合國家有關標準。

4 結束語

綜上所述，采用氣相色譜分析與測量直流電阻是檢測運行變壓器繞組直流電阻不平衡的有效方法。在實際工作中，認真安裝和檢修，加強運行管理，是減少和消除直流電阻不平衡的主要措施;而加強對變壓器絕緣系統的合理維護，很大程度上可以保證變壓器具有相對較長的使用壽命，而預防性和預知性維護是提高變壓器使用壽命和提高供電可靠性的關鍵。