550 kV 變壓器安裝過程中故障原因分析及處理

劉貞超，徐文剛，趙燕梅，劉松杭，高 為

(1.二灘水電開發有限責任公司錦屏水力發電廠，四川 西昌 615000;2.四川省電力工業調整試驗所，四川 成都 610072)

0 概述

圖1 變壓器電氣接線原理圖

1 故障概況

該變壓器于2012年7月開始安裝，在變壓器熱油循環完成后，在進行常規電氣試驗時，測試變壓器在額定檔位(檔位2)的電壓比為＞10%，嚴重超出規范要求的±0.5%，隨后測試其高壓繞組的直流電阻值為無窮大，將檔位調至其他檔位時，也存在相同的現象，甚至用2 500 V 兆歐表連接繞組首末端，其絕緣為200 MΩ，同時在切換檔位過程中無明顯變化。初步檢查表明，變壓器高壓繞組回路存在斷點或嚴重接觸不良［2］。

2 故障原因分析與處理

新安裝的變壓器，造成其繞組回路斷線或引線接頭接觸不良的可能因素主要有以下幾種可能。

(1)變壓器在工廠安裝中繞組連接錯誤、接頭焊接不良等;

(2)工廠安裝中繞組引線未接入分接開關、接觸不良或接線錯誤;

(3)工廠安裝中將分接開關置在空檔位置;

(4)變壓器在運輸過程中受到嚴重沖擊，引起繞組接線、分接開關觸頭等連接部位松動;

(5)變壓器在入場安裝就位過程中受到嚴重沖擊，引起繞組接線、分接開關觸頭等連接部位松動;

(6)現場安裝過程中繞組引線未接入高壓套管、中性點套管的連接端子或引線連接螺栓松動;

(7)分接開關動觸頭或靜觸頭接觸不良。

“三農”問題最早是由溫鐵軍于1996年提出來的，主要指的是“農業農村農民”問題。[1]新世紀以來，一些學者開始從理論上闡釋“三農”問題產生的根源，并尋求破解之策。

從變壓器的出廠試驗報告(見表1)可以看出，在變壓器3 檔測試中，電壓變比最大偏差為－0.23%，直流電阻最大相間不平衡率為0.66%，均滿足標準要求。由此可以排除上述原因的(1)、(2)、(3)項。

變壓器在運輸中的沖撞記錄儀的最大記錄值為1.9 g，在允許的3 g 范圍內，由此可說明變壓器在一次運輸中產生的震動不會引起線圈各連接部位松動，可排除第(4)項。

但變壓器在入場后即拆除了沖撞記錄儀，安裝就位中未使用沖撞記錄儀檢測。場內二次倒運中控制勻速拖動，由于托運軌道在廠房主軌道與進入主變壓器室分支軌道交叉處有一個約3 cm 的間隙(如圖2 標記所示)，變壓器在過此間隙時，可能會引起變壓器較大幅度的震動;另變壓器在落放到基礎上的過程中，是由4 名工人獨立操作4 點的千斤頂來完成的，在此過程中產生的升降不同步，變壓器會有一定幅度偏移和振動，結合兩方面的分析，變壓器在場內二次倒運和就位過程中存在沖撞記錄超標的可能，會對變壓器器身本體的線圈、鐵心、分接開關及內部連接部位造成一定沖擊，第(5)項存在可能。

表1 出廠試驗高壓繞組對低壓繞組電壓比偏差和高壓繞組電阻測量數據

由于第(6)、(7)項原因需要進入變壓器內部進行檢查才能確認，又結合上述分析，可能的原因主要集中在(5)、(6)、(7)這3 個方面。為了進一步查明原因，現場對變壓器進行了排油，并做了詳細的檢查和處理。

圖2 變壓器運輸軌道結構

2.1 檢查繞組連接情況

在將變壓器油位排到低于中性點套管升高座后，打開中性點套管升高座接線法蘭，檢查發現中性點套管下端接線端子與高壓繞組尾端連接緊固、無松動;而后繼續排油，直至排空。打開變壓器進人孔，進入變壓器內部，經檢查，高壓套管下端接線端子與高壓繞組首端連接緊固、無松動;分接開關與繞組引線連接緊固、無松動。故可排除(5)、(6)項所述原因。

2.2 分接開關檢查

2.2.1 分接開關操作機構檢查

拆除分接開關開關頭進行檢查，開關頭檔位閉鎖結構(開關頭閉鎖結構如圖3 所示)無異常，槽輪撥桿與耦合軸套配合無異常，開關頭和手動操作機構面板位置指示顯示一致，無異常。

進入變壓器內部，檢查發現分接開關動觸頭位置不正確，發生錯位現象，開關檔位指示為2 檔，但是開關觸頭位置處于空擋位置5 檔上，從而導致分接開關始終在空擋上切換，使各個檔位上故障現象一致，分接開關動觸頭結構如圖4 所示;后拆除上部開關頭，將開關旋轉至1 檔，同時調整開關頭位置，使其檔位指示為1 檔后，回裝開關頭，測試分接開關在各檔位下直流電阻和高壓繞組直阻均合格，故障消除［3］。

綜上所述，引起直流電阻不合格的原因是由于分接開關的觸頭錯位所致，雖然變壓器出廠試驗均合格，但是按照變壓器廠家的工藝流程，變壓器在完成出廠試驗后，需重新吊罩檢查，吊罩前，需要先拆除分接開關開關頭，在這個過程中，使變壓器無勵磁分接開關旋至空擋位置，造成分接開關錯位，回裝過程中，安裝人員疏忽沒有發現，使開關觸頭實際位置與檔位指示不一致，從而導致變壓器的本起故障。

圖3 分接開關開關頭結構

圖4 分接開關動靜觸頭

3 結論

基于此次變壓器安裝過程中發生的該起故障，對該故障進行了過程分析總結。為了避免類似異?，F象再次出現，變壓器在生產、運輸、安裝、運行中建議注意以下幾點。

①變壓器制造廠在變壓器總裝后、出廠前，應做好檢查和試驗，以保證分接開關接線正確、緊固，動觸頭位置準確。

②沖撞記錄儀應在變壓器就位后再拆除。變壓器從出廠到現場的運輸及整體就位前，應連續使用沖撞記錄儀，以便監測和記錄全程的沖撞情況。尤其是在變壓器入場后，二次倒運運輸路況的復雜性和就位安裝過程中的不可控性因素，使變壓器受到沖擊的可能性大大增加，因此建議變壓器就位以后再拆除沖撞記錄儀。沖撞記錄儀可以完整記錄全過程沖撞數據，為后期內檢、安裝、試驗、運行過程中可能出現的內部故障提供有力的分析依據。

③重視變壓器內部檢查。變壓器的內檢工作，應嚴格按照工序工藝施行，并做好相應的記錄，以防漏項。特別是內部各個部位的引線連接或焊接的可靠性，比如:繞組引線與套管和分接開關是否連接緊固，分接開關觸頭接觸是否良好、無錯位等，都應作為重點項目進行檢查。

④變壓器注油前應進行詳細檢測。在注油前，應做好變壓器鐵心及夾件絕緣檢查，進行繞組的電壓比、直流電阻的測試以及繞組的絕緣電阻檢測等有關試驗項目，并將測試結果與出廠試驗值對比，可及早發現諸如分接開關觸頭氧化、接線松動等問題，避免在充油后再處理問題的繁瑣與困難。

⑤變壓器在運行期間，應定期操作分接開關。無載分接開關切換頻率較低，長期運行后觸頭上可能出現油膜氧化物和油污，因此變壓器的分接開關應定期操作。雖然有些分接開關采用了超行程設計以保證觸頭的凈化和接觸，但在實際操作中仍需往復來回切換檔位，以靠動靜觸頭之間的摩擦來清潔觸頭表面的附著物。

⑥變壓器分接開關結構。通過分析本起變壓器故障，其實質原因是開關動觸頭旋轉了180°，其開關頭槽輪撥桿與耦合軸套仍然可以插入。在考慮二者機械強度滿足操作要求的情況下，若采取偏心式結構，保證槽輪撥桿與耦合軸套插入位置固定，定然不存在觸頭實際位置與開關頭檔位顯示不一致的情況。

［1］DL/T 596－2005，電氣設備預防性試驗規程［S］.

［2］馬麗山，謝彭盛，李軍，等.某750 kV 變壓器故障分析及處理［J］.青海電力，2010，29(4):51－54.

［3］黨相成.主變分接開關內部錯位實例分析［J］.變壓器，1998，35(7):35－38.