變壓器出廠典型缺陷分析

張程明

摘要：本文分析變壓器出廠典型缺陷，包括局部試驗、溫升試驗、空載損耗試驗等。

關鍵詞：變壓器；缺陷；空載

為了確保變壓器零缺陷投入電網運行，本文結合變壓器出廠或現場試驗中的代表性案例進行分析，確定能準確評價變壓器優劣的關鍵參數?，F將江蘇省近年來數起主變壓器出廠及現場試驗發現的問題進行重點分析。大量記錄表明，在出廠試驗中出現的問題主要集中在溫升試驗和局放試驗。以2011年上半年為例，期間江蘇有數十臺500kV電力變壓器出廠投運，遇到數個出廠試驗不通過的情況，都是溫升或局部放電試驗不合格。

1.局部試驗發現絕緣缺陷

某站主變完成溫升試驗后，在油樣分析時，油中發現有乙炔。在后續的調查局部放電試驗中，變壓器內部有放電聲，存在放電擊穿。對變壓器進行了吊芯，拆卸，并在線圈拔出后，發現低壓線圈與鐵芯之間的圍板上端頂下約180mm一處有擊穿點，距離鐵芯主級250mm左右的第8級。

根據初步分析，在器身整體線圈套裝是，由于操作問題，（在放電點部位）

線圈內側直通和鐵芯圍板產生的擠壓摩擦，導致絕緣紙筒產生機械損傷，由此導致該處的絕緣強度降低，引起試驗產生放電，可見故障是在局部放電過程中產生的。

2.溫升試驗發現變壓器設計缺陷

某站主變在溫升試驗中，發現油箱外壁過熱，油箱頂部局部溫升較高，約92K，超出國家標準及合同要求。溫升試驗的其它指標如繞組平均溫升和頂層油溫升合格。變比試驗、直流電阻測量、絕緣電阻、空載、溫升、雷電沖擊和操作沖擊、局部放電等。

（1）油箱中部箱壁

根據溫升試驗結果，廠方對該主變設計方案進行分析，發現是由于變壓器磁屏蔽設計上存在問題，導致箱頂漏磁通過大，產生熱量，溫度超標。

3.空載損耗試驗發現繞組質量缺陷

某站一臺220kV五鐵心柱變壓器，型號SFSPZ9-120000/220；容量為120000/120000/60000kV；聯結組別：YNynOdll；額定電壓：（220±8*1.25%）/121/10.5kV；額定電流：315/573/3293A。該臺產品在進行出廠試驗時，發現實測空載損耗結果比設計值大很多，為此采用變壓器單相空載損耗測量試驗進行事故判斷。按圖一接線，進行單相勵磁電流及單相損耗測試。每次測量短路一相，如從低壓a、b勵磁，c相短接；b、c勵磁，a相短接；a、c勵磁，b相短接。無故障時三個單相空載損耗應近似相等，但此臺變壓器實際測量三個單相空載損耗相差較大。

（1）施加15%額定電壓下三相空載試驗

測試數據在做高電壓產品的器身空載試驗時，由于產品受絕緣限制，試驗電壓不能升得太高，故在施加1 5%的額定電壓下進行試驗，其試驗結果見表1。

（2）施加15%額定電壓下單相勵磁空載試驗

為驗證磁路是否存在故障，施加15%的額定電壓下的空載試驗，試驗結果見表2。

（3）額定電壓下三相勵磁空載試驗

（4）額定電壓下單相空載試驗

從表3來看，實測損耗與設計損耗之比為138824/80000=1.7353，即實測值比設計值增大73.5%。從表4單相勵磁損耗之比Poab/Poca=102600/57000=1.8可以看出，三相損耗最大值與最小值差別更為明顯。從原理上來說，當B相磁路被短接后，不產生磁通，此時測量損耗最小。如果帶B相繞組測量，損耗增大很多，這說明B相存在故障。再從低壓施加15%額定電壓測量看出，單相損耗測量值之比P0bc/Poca=1.62，空載損耗差別也達到62%。五柱式變壓器單相空載試驗，三次測量空載損耗應基本相同。低電壓單相空載損耗試驗中，發現B相短路時損耗小，說明B相存在隱患。經過電壓比、直流電阻、空載、感應等例行試驗項目考核，除空載損耗異常外，其余項目試驗均合格。于是對產品進行吊心檢查，把高低壓引線出頭全部打開，因中壓繞組根部為短接結構，無法將其打開做試驗，便將高壓繞組并聯進行電壓差試驗。試驗結果表明，低壓多根導線股間通路測量及導線換位相的測量均正常，鐵心對低壓、夾件對低壓絕緣良好，沒發現鐵心多點接地情況。很明顯，故障點在中壓B相繞組中。經吊心檢查，發現B相三復合導線中有一根導線多繞一匝。此故障雖然使繞組內部產生大環流（空載試驗），但對其它試驗并不產生影響。

4.小結

通過對變壓器關鍵參數的分析及以上幾個變壓器典型試驗案例，可以得出結論：空載損耗測量，負載損耗測量，聲級測定，溫升試驗和局部放電試驗等項目對考核變壓器性能具有顯著效果，可以幫助用戶精確掌握變壓器性能，全過程監督變壓器質量。

參考文獻

[1]王明謙；蔣立金；香承東；用空載試驗發現大型變壓器繞組質量缺陷[J].變壓器，2005，（08）

[2]曹佳濱.影響變壓器空載試驗結果的因素分析[J].電力設備，2008，（12）

（作者單位：中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司）