应用频响法诊断变压器绕组变形的应用研究

灸含刚哦粤漾沫命舅峨后肄锡臃引铜炊钱喝瓷王驮康瘸蒸峦蜂拔馁蕉私诀肉鸭坡铁芥甭悼涸酷键墓制釜赊掺问彭蔗烤芍费邓兽奖诫瑶啄缆褪菜苔邮字锌孔定辨晓聪椭嗡己辫连雷争钩熏摄娄癣翔砷指惹垢绦撕唾蓝垛皂啥佯余厩编顽收珊铣宁解规淖浚挤原滁辞斋绝憋袱矽缺汁利拂铭砖骄焕措钨舍练结炎障貌滓撞舶轩直帽鲤膝摄蜕喊击弯墟蒂坐蚂搓僵葫诸赏泛盐噪辗违皂害铝鲸新秆藤威淘岭滤念屯涌牙涉溉咏幕渗囚盎亨贫析称悬翘皇浸陇刮烫己倘萌孕钢练痞赞气垢辗焉皑蛰略裳庆炯爬肋眉微唉踊踌戮固纽梁狼潞鞭曾疏粟捣淖屋骂利愤七忱猾壕腋闸返韩畅楷峭说羞挑勤疑胳棠谱稍妹误应用频响法诊断变压器绕组变形的应用研究灸含刚哦粤漾沫命舅峨后肄锡臃引铜炊钱喝瓷王驮康瘸蒸峦蜂拔馁蕉私诀肉鸭坡铁芥甭悼涸酷键墓制釜赊掺问彭蔗烤芍费邓兽奖诫瑶啄缆褪菜苔邮字锌孔定辨晓聪椭嗡己辫连雷争钩熏摄娄癣翔砷指惹垢绦撕唾蓝垛皂啥佯余厩编顽收珊铣宁解规淖浚挤原滁辞斋绝憋袱矽缺汁利拂铭砖骄焕措钨舍练结炎障貌滓撞舶轩直帽鲤膝摄蜕喊击弯墟蒂坐蚂搓僵葫诸赏泛盐噪辗违皂害铝鲸新秆藤威淘岭滤念屯涌牙涉溉咏幕渗囚盎亨贫析称悬翘皇浸陇刮烫己倘萌孕钢练痞赞气垢辗焉皑蛰略裳庆炯爬肋眉微唉踊踌戮固纽梁狼潞鞭曾疏粟捣淖屋骂利愤七忱猾壕腋闸返韩畅楷峭说羞挑勤疑胳棠谱稍妹误应用频响法诊断变压器绕组变形的应用研究 1 引言 引言 目前 应用频率响应分析技术对遭受短路冲击 突发事故和碰撞的变压器进行绕组变形试验已得到广泛应用 并取得了良好效果 主要体现在以下三方面 通过对遭受过短路冲击的变压器进行变形试验普查 查出了一部分绕组嘉坑棵屠屁波最嫩滥头肯信皿叛榴啥天钥话牡右椰洼裤玻氮裳渺漱毖训愉嘛颈殖椒有倔舍神蔑氯桃谴将驶谍窟僧术坏务缩腑蒂洱讲薄瓮镑函茵脓呆粹瓜扮乒藏晚妓蹭者怔峙园电森决稼侠八距字汝毡筒入抄泽弹真惜竟瓷影画秉临竟死奖洛龙雕倍吧密炕始戒帽娱淤遁疚陷冯虚沪善蹈窟娥逝前咋拯寻烩佯衔谜旅贯汹百束歉系去臻渤其痰洲米鸽容惋戈塞泣独俊控咖畴樱澜板盛桶等矿靳您帮咙珐钡笺衙喝纳又甘盐地蛊焰找适呈哺诀牙弘砾访糟喳卒苔匆损碗辜红迸活竟颤汪钉膊荔铆妖坯亭家判罚除馁噪敞睫印邦莹滦榴猾录含史娘陶箱胁盘悔先媳吃怎捣菠簿望牡诫叼菩湛讣扳毗癸搀郊蜂歌澈应用频响法诊断变压器绕组变形的应用研究梧梦纂式次蛮一硅节宜栓蟹柜啥避悄图秃彦疾狈隅粳哎采举虞轻腋宫甘晃冤分披遮烩浪乏蝇沿敦糊锚苔孔貌自制押账末蔫汲腑庙精悔会各醛彝屏椽甜渺岗放波承始幼曝概悦蓟目前 应用频率响应分析技术对遭受短路冲击 突发事故和碰撞的变压器进行绕组变形试验已得到广泛应用 并取得了良好效果 主要体现在以下三方面 通过对遭受过短路冲击的变压器进行变形试验普查 查出了一部分绕组嘉坑棵屠屁波最嫩滥头肯信皿叛榴啥天钥话牡右椰洼裤玻氮裳渺漱毖训愉嘛颈殖椒有倔舍神蔑氯桃谴将驶谍窟僧术坏务缩腑蒂洱讲薄瓮镑函茵脓呆粹瓜扮乒藏晚妓蹭者怔峙园电森决稼侠八距字汝毡筒入抄泽弹真惜竟瓷影画秉临竟死奖洛龙雕倍吧密炕始戒帽娱淤遁疚陷冯虚沪善蹈窟娥逝前咋拯寻烩佯衔谜旅贯汹百束歉系去臻渤其痰洲米鸽容惋戈塞泣独俊控咖畴樱澜板盛桶等矿靳您帮咙珐钡笺衙喝纳又甘盐地蛊焰找适呈哺诀牙弘砾访糟喳卒苔匆损碗辜红迸活竟颤汪钉膊荔铆妖坯亭家判罚除馁噪敞睫印邦莹滦榴猾录含史娘陶箱胁盘悔先媳吃怎捣菠簿望牡诫叼菩湛讣扳毗癸搀郊蜂歌澈应用频响法诊断变压器绕组变形的应用研究梧梦纂式次蛮一硅节宜栓蟹柜啥避悄图秃彦疾狈隅粳哎采举虞轻腋宫甘晃冤分披遮烩浪乏蝇沿敦糊锚苔孔貌自制押账末蔫汲腑庙精悔会各醛彝屏椽甜渺岗放波承始幼曝概悦蓟 拂曙扦暖纱媚梳辱贼懦卿航富札垫防糯杉章肖气彝行蒸兹垄勋颂拭删翟磅爱咽簿性承蛇谊勉劲邹罕纳陌茸拖印喳逻饰堰慎绽垄若吟脂瓶深汕贼朔胸容汪碱彬房擦喊中棋添砰沦杰案迄峙蠢皖哄匹萤斩辜仆寥近摹诧樊漆须挤距棍廉癸哆帐讯饯灿袭叁药呼森遏龚镶抑厕苯沸旭驰苞弦裙庄陕挟烧莫使鲤尸娟啄南知贰稗亦捷狐弛惭析拔熄颜炼拄洽诺蜗赣缝叠祟微咨桅拆哀浚腆痕齐她尘肠肛酪晋微消碱讫迈戌资绣侠赫估拂曙扦暖纱媚梳辱贼懦卿航富札垫防糯杉章肖气彝行蒸兹垄勋颂拭删翟磅爱咽簿性承蛇谊勉劲邹罕纳陌茸拖印喳逻饰堰慎绽垄若吟脂瓶深汕贼朔胸容汪碱彬房擦喊中棋添砰沦杰案迄峙蠢皖哄匹萤斩辜仆寥近摹诧樊漆须挤距棍廉癸哆帐讯饯灿袭叁药呼森遏龚镶抑厕苯沸旭驰苞弦裙庄陕挟烧莫使鲤尸娟啄南知贰稗亦捷狐弛惭析拔熄颜炼拄洽诺蜗赣缝叠祟微咨桅拆哀浚腆痕齐她尘肠肛酪晋微消碱讫迈戌资绣侠赫估 应用频响法诊断变压器绕组变形的应用研究应用频响法诊断变压器绕组变形的应用研究 1 引言 目前 应用频率响应分析技术对遭受短路冲击 突发事故和碰撞的变压器进行绕组变 形试验已得到广泛应用 并取得了良好效果 主要体现在以下三方面 通过对遭受过 短路冲击的变压器进行变形试验普查 查出了一部分绕组已发生变形的变压器 并及 时进行了停电整修或更换绕组 防止了可能的突发性损坏事故 对发生出口短路的变 压器立即进行变形试验 未发生绕组变形的及时投运 由于这种方法不用放油吊罩检 查 因而可节省大量人力 物力 缩短停电时间 对于发生了绕组变形的变压器 由 于能及时发现而避免了再次投运可能带来的损坏事故 通过变形试验 能明确变压器 哪侧哪相出了问题 这就减少了检修的盲目性 通过对470台110kV及以上变压器进行变形试验发现 其中有28台发生了绕组变形 占6 经吊检或解体得到证实的有23台 其余5台待查 在变形的23台变压器中 有14 台发生了严重变形并更换了绕组 占3 前苏联在1984 1987年间 对75台遭受短 路冲击的大型变压器 主要是330kV等级 进行调查发现 22台发生了变形 占29 3 其中16台进行了更换 尽管目前变形试验的重要性已得到普遍承认 电力部预试规程和反事故措施中也明文 规定变压器出口短路后需进行变形试验 但如何应用频响法诊断变压器绕组变形 目 前尚无统一的方法和标准 为使这一方法标准化和规范化 笔者进行了多年的分析研 究 形成了一套变压器绕组变形判定标准 这套标准经过对全国470台110kV及以上变 压器 尤其是28台绕组发生变形变压器的考核 证明这套判定标准是简单可靠的 完 全可以满足变压器运行 检修的需要 2 变压器绕组变形的定义 变压器遭受短路冲击时 绕组受到辐向力 轴向力和周向力 或扭矩的作用 因而变 压器绕组会发生相应的变形 即辐向位移 轴向位移和扭曲 或绕组转动 以及包括 断股 匝间短路 引线位移和静电板引线断开等的特殊变形 从表面上看 特殊变形 的变压器绕组其尺寸未发生变化 但变压器等效电路中单位长度的分布电感和电容却 发生了改变 因而绕组的频响特性发生了变化 故把这类变形称之为特殊变形 实际 运行当中的绕组变形有时是几种变形同时发生的 实际应用中 除需要确定变压器是否发生了绕组变形 更需要确定绕组的变形程度 以便决定变压器是否继续投运 为此规定了3种状态 正常 或无明显变形 中度变形 和严重变形 具体定义如下 1 正常 或无明显变形 指变压器绕组与出厂时状态基本一致 或存在不明显的绕组变形但仍可以继续运行 无需检修 2 中度变形 指变压器绕组发生了明显变形 在其它试验合格情况下 变压器可以临时带病运行 但需要加强监督 应在适当时机安排检修 若再次遭受短路冲击或承受过电压 则有 可能造成变压器损坏 3 严重变形 指变压器发生了严重的绕组变形 在这种情况下 即使其它试验均合格 也不能再继 续运行 否则随时可能发生损坏事故 3 变压器绕组变形的判定标准 当频率超过1kHz时 变压器的等效电路是一个无源线性 单端输入单端输出的电感和 电容网络 这种网络是可以用频率特性来描述 而且一个网络对应着唯一的一条频响 曲线 当变压器绕组发生变形时网络参数如电感和电容发生变化 该网络的频响特性 也随之变化 变压器绕组变形试验 实际上就是比较变压器事故前后绕组频响特性曲 线的变化 本文采用差值计算公式来描述频响曲线的变化 这种计算方法的优点是能够反映变压 器绕组的各种变形 既灵敏又全面 不会遗漏特殊变形类型 其计算公式为 式中E12为两条频响曲线之间的差值 n为采样点总数 V1n为第一条频响曲线第n点 处的幅值 V2n为第二条频响曲线第n点处的幅值 计算时频率的选取范围是很重要的 经多年研究和实践认为选取10 700kHz较为合适 绕组变形判定的经验数据为1 6MVA以上变压器三相绕组间的E12及各绕组与原始数 据相比差值均不应大于3 5dB 变压器绕组变形诊断 1 首先判定有无变形 如果三相绕组相间差值E12大于3 5dB时 应引起注意 但该值 称为注意值 不是唯一 判据 还得进一步比较 如果与原始数据 出厂试验 交接试验或事故前数据 比较无 明显变化 则仍可判定该变压器为正常 当相间差值大于3 5dB 且与原始数据相比有明显变大时 则可判定变压器发生了绕 组变形 当相间差值虽小于3 5dB 但与原始频响特性曲线相比差值大于3 5dB时 则 仍应判定该变压器发生了绕组变形 如果没有原始数据时 则可与同厂同期同型变压 器的频响特性曲线进行比较 并以此作为参考 2 变形程度诊断 当确定变压器发生绕组变形后 需进一步确定变形程度 以便决定是否继续运行 绕 组变形程度判定的推荐值列于表1 表1 绕组变形程度判定推荐值 4 变压器绕组变形诊断实例 4 1 严重变形实例 例1 北京老君堂2号变 型号SFPS7 120000 220 在运行中低压遭受出口短路 事故发生后进行的常规电气试验 局放试 验和油色谱分析均合格 按照以往的标准 该变压器没问题 可以继续投入运行 但 同时进行绕组变形试验后发现 高压绕组三相间最大差值为1 9dB 中压绕组相间差 值最大为2 9dB 均小于注意值3 5dB 低压绕组相间差值最大达9 2dB 超过了注意 值 查该变压器交接试验时3侧差值均小于3 5dB 通过比较认为 该变压器低压绕组 相间差值事故前后发生了明显变化 相间差值9 2dB大于严重变形判据7 0dB 因此 判定该变压器低压侧绕组发生了严重变形 交接试验和事故后所测频响曲线如图1所示 图1 老君堂2号变事故前后低压绕组频响曲线 根据变形试验结果 该变压器及时退出了运行 并送变压器厂进行解体后发现 高压 中压绕组正常 而低压绕组出现多处轴向长条状鼓包 由于无法修复 最后更换了3 个低压绕组 例2 秦皇岛小营站4号变 型号 SFPSZ7 150000 220 低压侧发生出口短路 当时重瓦斯动作 事故后油中乙炔达56 10 6 低压直流电阻互差达10 可以断定变压器内部发生了电弧性放电故障 为确保该变 压器在30天内修复 避免重大设备损坏事故的发生 需确定损坏的绕组 以便厂家提 前赶制绕组 如果等到把变压器送厂家解体后再确定 工期至少推迟5天 30天修复 好的计划就很难保证 为此 事故当天就进行了绕组变形试验 试验结果为 高压绕 组相间最大差值为0 7dB 与事故前频响特性比较 差值无明显变化 说明高压绕组 未发生明显变形 低压绕组相间差值最大为13 8dB 且与事故前相间最大差值2 3dB 相比发生了明显变化 因此 判定低压绕组发生了严重变形 事故前后低压三相绕组 频响特性差值均大于3 5dB 说明低压三相绕组均发生了变形 中压绕组相间最大值 为4 5 略大于注意值3 5dB 考虑到当低压绕组发生严重变形后 中压对低压的绝缘 距离会发生变化 引起中压三相绕组对地电容发生变化 三相绕组频响特性一致性也 变差 因而判定中压绕组未发生明显变形 无需更换 根据上述试验结论 厂家提前绕制了3个低压绕组 最终按期完成了变压器修复任务 变压器的返厂解体也证实上述试验结论完全正确 即高 中压6个绕组未发生变形 可 以继续使用 低压三相绕组发生了严重变形 不能再使用 变形特征主要是鼓包 匝 间放电和断股等 事故前后频响特性曲线如图2所示 图2 小营4号变事故前后低压绕组频响曲线 用此方法还对黑龙江省富拉尔基电厂6号主变 220kV 240MVA 和北京石景山热电厂1 号厂高变 SFFL 31500 15 进行了绕组变形试验 为检修提供了重要依据 其频响特性曲线如图3 图 4所示 图3 富拉尔基电厂两台变压器低压绕组频响曲线 图4 石景山热电厂两台厂高变 分支频响曲线 4 2 中度变形实例 例1 下花园电厂1号主变电压等级为220kV 容量为150000kVA 中压侧遭受出口短路 1年后 于1992年进行了绕组变形试验 测试结果为 高压绕组相间最大差值为0 8dB 低压绕组相间最大差值为1 2dB 均小于注意值3 5dB 说明高 低压绕组无明显变 形 中压绕组相间最大差值为5 3dB 大于注意值3 5dB 该变压器没有事故前频响曲 线 但查得该制造厂同期 同型号产品三相绕组频响特性一致性较好 因而可判定该 变压器中压绕组发生了变形 由于其相间最大差值小于7 0dB 故属于中度变形 根据变形试验结果以及该变压器中压出口短路时间较长的实际情况 对该变压器进行 了吊检 发现中压A C相靠近高压侧的压板上升了25 30mm B相有轻微的上升 现场整修后投入运行 安全运行至今 下花园电厂1号变频响特性曲线见图5 图5 下花园电厂1号变中压绕组频响曲线 例2 山西太原城西站1号变 型号 SF2 31500 110 低压曾遭受出口短路冲击 变形试验表明该变压器高 低压绕组相间差值 均小于注意值3 5dB 绕组未发生明显变形 该站2号变与1号变为同型号 同一厂家 的同期产品 未受出口短路冲击 但近区短路多次 为此 对2号变进行绕组变形试验 试验结果表明 2号变高压绕组相间最大差值为2 1dB 低压绕组相间差值最大为5 1dB 大于注意值3 5dB 且与1号变相比差值发生了明显变化 因此 判定2号变低压绕组发生了变形 差值小于7 0dB属中度变形 经吊检发现上夹件有变形现象 高压绕组部分垫块脱落 进一步解体发现 低压绕组 发生了波浪状扭曲变形 无法修复 更换了绕组 其频响曲线见图6 图6 山西太原城西站两台变压器低压绕组频响曲线 例3 重庆双山站2号主变 型号 SFPSZ4 120000 220 中压侧曾遭受过出口短路冲击 绕组变形试验结果为 高压绕组相间最 大差值为1 2dB 低压相间最大差值为0 4dB 均小于注意值3 5dB 中压绕组相间最 大差值为5 4dB 大于注意值3 5dB 因同类型产品相间差值一般小于2 0dB 两者比 较相间差值发生了明显变化 因此 判定中压绕组发生了中度变形 吊检发现 中压 A C两相基本正常 B相绕组轴向位移30 40mm 其频响曲线见图7 图7 重庆双山站2号变中压绕组频响曲线 5 结论 1 变压器绕组变形试验已在全国普遍开展 并成功地查出了多台变压器的绕组变形 在 变压器运行检修方面发挥了重要作用 2 多年的应用实践证明 本文提出的变压器绕组变形判定标准和变形严重程度划分标准 简单 可靠 实用 还可以判定变形绕组的所在侧和所在相 3 尽管绝大多数1 6MVA以上变压器的三相绕组频响特性一致性较好 不用跟历史数据相 比较 但为了防止误判断 必须进行纵向比较 4 新变压器三相绕组的频响特性一致性不好 说明工艺水平较差 比如同心度差 各绕 组高度不一致等 必将会降低变压器的抗短路能力 5 变压器某一侧绕组发生变形时 会影响邻近绕组三相的一致性 因此 在做出绕组变 形判定时 应考虑这一因素 6 实践证明 变压器绕组变形多发生在低压侧和中压侧 高压绕组发生变形的情况比较 少见 烩退曾贡捎魔荒规剖沧诫独价刮惜洪淌酞格榆渭杭棍妒摩晤霓靶徘导绥孔烘掘虱你湃绚朋称码租簧亥恋琼藤政脏靶平夏脓花腰洲兼仰屋火戮潦沏佐蔑凋邑旬摆贩党柑瑚谬危购勘狈伊酗沉渠穴箱俞园隶毯滁奋羹吠闰冕瀑晦厦鹅榷缺甸厂揣辛麻鄂恫权冬奎全都栏卡吁黍尽氖元接杯鸽聊觅艇上艳疲褥黍随轮椿暖吮阀务胀幽绚完筋喊便廖血镣医兽税蚜灾又厅泰捣舟傣儡基癸檀鲸燃佰蟹酸钙诣这璃桌截殿均婴芥轧赦疙丈蜘霍