一種雙電壓變壓器的故障分析

匡華明，熊 明，趙成山

（1.勝利油田河口采油廠，山東 東營(yíng) 257200；2.勝利油田魯明公司，山東 東營(yíng) 257200）

因勝利油田河口采油廠油區(qū)范圍較廣，既有6kV的配電線路，也有10kV的配電線路，為滿足生產(chǎn)需要，減少重復(fù)投資，一種滿足6kV和10kV電壓兩用的配電變壓器在河田采油廠逐步大面積推廣使用。雖然便利性很高，但也出現(xiàn)過一種異常現(xiàn)象。

一、故障現(xiàn)象

義深3-4油井采用的一臺(tái)S11-M-100/6-10的雙電壓變壓器掛接在10kV配電線路上，并一直工作正常。因需要將這臺(tái)變壓器轉(zhuǎn)移至6kV配電線路的義3-6-6油井，但投運(yùn)后發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)聲音異常，像是電源缺相。

二、故障處理

(1)用萬(wàn)用表測(cè)試各相低壓側(cè)電壓都正常，測(cè)試電動(dòng)機(jī)三相電流發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重不平衡，一相電流只有2～3A，而其他兩相都是22A、23A左右。

(2)測(cè)試變壓器絕緣正常，測(cè)試?yán)@組直阻，低壓側(cè)正常，10kV檔高壓側(cè)繞組直阻正常，6kV檔高壓側(cè)繞組直阻出現(xiàn)三相嚴(yán)重不平衡：RAC＝20.30Ω，RAB＝10.12Ω，RBC＝10.16Ω。分析三個(gè)數(shù)據(jù)，可以看出RAC＝RAB＋RBC(有微小的測(cè)量誤差)。

(3)更換變壓器后電動(dòng)機(jī)異響消失，對(duì)故障變壓器進(jìn)行吊芯檢查后發(fā)現(xiàn)，C相線圈在抽頭Z'、Z之間出現(xiàn)了斷線情況，看斷頭跡象是燒斷的。

三、故障原因分析

(1)雙電壓配電變壓器的工作原理。

這種雙電壓配電變壓器應(yīng)用于10kV電力系統(tǒng)上，接線方式是Yyn0，高壓繞組采用Y聯(lián)結(jié)(見圖1)。

當(dāng)變壓器應(yīng)用到6kV電力系統(tǒng)時(shí)，接線方式改為Dyn11，高壓繞組采用D聯(lián)結(jié)(見圖2)。由于高壓繞組由Y聯(lián)結(jié)改為D聯(lián)結(jié)，為使低壓輸出電壓400V不變，此時(shí)的高壓繞組需增加相應(yīng)的匝數(shù)予以補(bǔ)償(見圖2)。

圖1 高壓Y聯(lián)結(jié)（10kV）

圖2 高壓D聯(lián)結(jié)（6kV）

(2)雙電壓配電變壓器的接線原理。

圖3為變壓器的Y-D轉(zhuǎn)換接線原理圖，通過分接開關(guān)(I)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)(II)實(shí)現(xiàn)Y-D轉(zhuǎn)換。調(diào)壓的過程為：當(dāng)分接開關(guān)在1檔時(shí)，接通1、2，此時(shí)高壓繞組的所有線圈匝數(shù)全部用上；當(dāng)分接開關(guān)調(diào)到2檔時(shí)，2、3接通，1、3之間的線圈被短接；當(dāng)分接開關(guān)調(diào)到3檔時(shí)，3、4接通，此時(shí)用到的線圈匝數(shù)最少，從而實(shí)現(xiàn)變壓器調(diào)壓。轉(zhuǎn)換過程為：接10kV電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)(II)在10kV檔，三相線圈接成“Y”；接6kV電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)(II)在6kV檔，三相線圈接成“△”，并增加相應(yīng)的匝數(shù)予以補(bǔ)償，保證了二次側(cè)電壓都是400V。

(3)故障原因分析。

因C相線圈在抽頭Z'、Z之間出現(xiàn)了斷線情況（圖3中標(biāo)記“”處），當(dāng)變壓器工作在10kV電力系統(tǒng)時(shí)，高壓繞組采用Y聯(lián)結(jié)，Z'、Z之間的線圈并不投入使用，因此變壓器在10kV檔時(shí)工作正常。當(dāng)變壓器工作在6kV電力系統(tǒng)時(shí)，高壓繞組采用D聯(lián)結(jié)，故障點(diǎn)所在的補(bǔ)償線圈Z'、Z投入使用，造成了故障現(xiàn)象的發(fā)生。由于斷頭是在線圈的內(nèi)層，燒斷的線頭又與外層漆包線出現(xiàn)了接觸，即Z'、Z之間仍然有聯(lián)系，但是這種接觸不是十分良好，因此就造成了低壓側(cè)測(cè)量電壓正常，但電動(dòng)機(jī)三相電流嚴(yán)重不平衡，因缺相運(yùn)行而發(fā)出異響的現(xiàn)象。

圖3 Y—D轉(zhuǎn)換接線原理圖

四、結(jié)論

雙電壓配電變壓器能滿足6kV和10kV兩種電壓轉(zhuǎn)換的使用要求，是企業(yè)減少重復(fù)投資的一種理想產(chǎn)品。這種變壓器在不同電壓等級(jí)下的繞組聯(lián)結(jié)方式存在著不同，在故障處理過程中，只要分清繞組聯(lián)結(jié)原理，便能快速發(fā)現(xiàn)故障原因。

[1]宋國(guó)福,魯拉拉.6kV～10kV兩用配電變壓器的設(shè)計(jì)[J].變壓器，2006,(4).