變壓器繞組變形試驗探析

嚴(yán)建功

（云南省火電建設(shè)公司，云南 昆明 650032）

云南電網(wǎng)公司自從1994年開始開展變壓器繞組變形測試項目以來已有十多年了，目前各供電局都已配備了國內(nèi)較先進的TDT-5型變壓器繞組變形儀，已進行了將近五百多臺變壓器繞組的變形試驗，發(fā)現(xiàn)了幾臺繞組嚴(yán)重變形和輕微變形的變壓器，為保證云南電網(wǎng)安全運行起了一定作用，但在測試中也曾發(fā)生由于測試方法不當(dāng)和外部干擾考慮不充分而引起的誤判斷，文中對因接地線處理不當(dāng)而造成誤判斷的例子進行分析。

1 頻率響應(yīng)法與曲線差值

目前云南電網(wǎng)使用的變壓器繞組變形儀主要是使用頻率響應(yīng)分析法診斷變壓器繞組變形，頻率響應(yīng)分析法(FRA)建立在對變壓器繞組分布參數(shù)網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)上。當(dāng)頻率超過1kHz時，變壓器鐵心基本不起作用，每個繞組可視為一個電阻、電容、電感等分布參數(shù)構(gòu)成的無源性雙端口網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)電工學(xué)理論，如果繞組發(fā)生機械變形，勢必會改變網(wǎng)絡(luò)上的電感、電容等分布參數(shù)，隨著網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的改變，其頻響特性也隨之改變。因此變壓器繞組變形可以通過比較變壓器繞組頻率響應(yīng)特性來正確診斷。

為方便于比較繞組頻率響應(yīng)特性的變化情況，在TDT-5型測試系統(tǒng)的結(jié)果診斷中引入曲線差值的概念。它能以量化(曲線差值)的形式直觀地給出所比較頻率響應(yīng)特性曲線的相似程度，差值越小，曲線間的相似程度也越好。根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)給出了差值判斷的標(biāo)準(zhǔn)值，并結(jié)合諧振點位置來綜合分析。見表l。

表1 變形程度診斷的注意值

2 實際測試中存在的問題

在變壓器繞組變形實際測試中，雖然根據(jù)TDT-5型變壓器繞組變形儀判斷出一些變壓器繞組變形，但同時也有不少變壓器由于測試過程中方法不當(dāng)或經(jīng)驗不足導(dǎo)致誤判斷的情況。究其原因除了測試經(jīng)驗外，主要還是測試方法。繞組變形測試判斷依據(jù)一是比較三相測試波形之間相似性(諧振點基本一致)，二是根據(jù)波形所得到的曲線差值進行判斷。而曲線差值主要依據(jù)表1進行比較和分析。但實際中由于測試方法不同，可能得不到變壓器真實的測試數(shù)據(jù)，如果簡單機械地照套表1中給出的判斷依據(jù)，很可能會導(dǎo)致得出變壓器一般變形或嚴(yán)重變形的誤判斷。

圖1不同接地點的測量結(jié)果

圖1 某主變高壓繞組由于三相接地線在不同的接地位置而測量的結(jié)果。其中A相接地點選擇在變壓器外殼的接地點上，而B、C相則選擇在相應(yīng)法蘭盤上，A相接地線與其他兩相相比其接地線過長，其頻率響應(yīng)曲線與另外兩相相比相似性太差。從波形上也可以看到200kHz以后A相波形與B、C相波形相差太遠，如果按照表1要求將得到一般變形的結(jié)論。實際上這臺變壓器雖然經(jīng)受過出口短路，但線圈并沒有變形。圖2為接地線位置都在被試相下部法蘭盤上重新測試的結(jié)果 (平時要求接地線都接在相應(yīng)最近點)，從圖2中可以看到三相曲線波形非常相似，曲線差值也都滿足表1中的要求。由于TDT-5型變壓器繞組變形儀工作頻率在1 kHz～1000kHz，而接地線在工作狀況下是電阻和電感組成的阻抗，在頻率較低情況下(包括工頻)可認為是電阻性的(電感很小)，但在高頻情況下主要是電感性的，其阻抗值跟頻率廠是成正比的。因此接地線長度不一，其接地線阻抗值不同，對測試數(shù)據(jù)造成的差異也是不容忽視的。尤其是在高頻段影響更大.從圖1中也可看到在200kHz以后A相波形與其它兩相相比相差太大，而且還現(xiàn)了兩個諧振點，而其他兩相沒有諧振點，基本上是一條較平滑的曲線。如果不重視接地線所接的位置，很可能誤判斷而得出有變形的結(jié)論。

圖2 同一接地點的測量結(jié)果

結(jié)束語。從上述事例來看，接地線的長短和接地位置的不同將會嚴(yán)重影響測量結(jié)果，因此對接地線要注意以下幾點：

(1)兩根檢測阻抗下引接地線要保持長度一致，尤其是在具體操作中兩根接地線實際長度應(yīng)樣長，以避免阻抗不平衡而引起誤差。(2)接地線要就近接地，避免因阻抗回路的不同引起測量誤差。一般接地線應(yīng)接在被試相的法蘭盤處為宜。(3)接地點要保證良好和可靠，接地點有漆膜時一定要進行刮凈處理。(4)檢測阻抗下引接地線應(yīng)與測量套管保持距離，不應(yīng)與套管相接觸。(5)TDT-5型變壓器繞組變形儀接地點要接在變壓器本體的接地點上。

[1]王景林，李銳海.接地線對變壓器繞組變形試驗的影響.云南電力技術(shù)，2007，35(1).