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低电压电抗法诊断电力变压器动稳定状态的

低电压电抗法诊断电力变压器动稳定状态的

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5 B 127.9 124.9 1.49
6 C 98.4 92.6 1.71
7 A 70.0 70.0 4.0
2.2 运行中,外部短路后的测试
例1 GZ局SYG变电站#2主变,型号为SFZ7 -40000/110。1994年投运。2002年6月中旬,10kV侧电容补偿装置的真空开关A相爆炸, 2秒后开关柜内三相短路,又经2秒,主变110kV侧过流保护动作,跳高压侧开关,主变停运。用频率响应法进行了绕组变形测试,认为无异常。主变重新加入运行。
一个月后,在作该主变的油中含气色谱分析时发现C2H2超过注意值,达13.5PPm,且CO2高达12116PPm,但总烃仅68.7PPm。4天后再次将主变停电。试用低电压电抗法诊断变压器绕组有无位移、变形。测试结果是:高压绕组在第一档(最高电压档)时,三相电抗的最大偏差为1.999%,三相漏电感的最大偏差为2.004%;高压绕组在第九档(额定电压档)时,三相电抗的最大偏差为1.794%,三相漏电感的最大偏差为1.793%。阻抗电压实测值与铭牌值相差7.263%。诊断意见是:请给予再次复试,若数据仍如上述,制造厂铭牌值错误的几率不大,该主变绕组发生变形位移的可能性很大。
三天后,再次用频响法和低压电抗法复测,结论依旧。且电抗法复测数据均在国标GB1094.5要求的复验性不大于0.2%的范围内,因此判断前述结论可确定无疑,变压器应进行吊罩检查。
八月该变压器返厂、吊罩、解体检查。发现:三相绕组严重变形。
例2 GZ局SH变电站#1主变,型号为SFZ8-40000/110。1994年投运。96年11月中旬10kV母线短路,主变过流保护动作,跳#1主变两侧开关。之后,曾于2000年、2001年两次用频率响应法诊断绕组有无位移、变形。结论相似:高压侧绕组三相图谱重合较好,低压侧b、c两相的相关参数0.86,略小于1。2002年8月例行预防性试验时,再次进行频响法测试,结果同前二次基本吻合。由于该局上一个月刚有了SYG站(见例1)的经验,因此同时进行了低电压阻抗法测试。测试在额定档加电压,同时测出三相各自的UK、ZK、XK、LK,三相彼此间的偏差分别为2.39%,2.38%。阻抗电压实测值与铭牌值相关4.58%。对此,结论与例1也是相似的:变压器绕组发生位移和变形的可能性很大,应予吊罩解体检查。
    9月上旬返厂吊罩、解体检查。发现:三相绕组均有严重变形,A相明显倾斜,引线位移。
例3 WLMQ局BHL变电站#1主变,型号为SFZ8-40000/110,96年投运。运行中曾多次因发生外部短路而遭受短路电流的冲击。为此,曾先后4次用频响法进行绕组有无位移和变形的测试。测试结果是二次测、算后的相关系数全大于1,而另两次有小于1的,,为审慎起见,2001年9月31日用低压电抗法测试,经二次重复试测,证实仪器测试数据的复验性完全满足要求,三相阻抗和电抗彼此的最大偏差均为4.19%。结论为:绕组有明显的变形或位移。建议、尽早安排芯体检查。
    一月后该变压器在某制造厂吊芯解体检查,三相低压绕组均已变形,A相最甚,局部呈现坍塌状。
例4 WLMQ局LYS变电站#1主变,型号SFZ10-31500/110。96年投运,运行中曾多次承受短路电流的冲击,2001年9月对该主变用频响法和低电压电抗法进行了绕组有无变形和位移的对照检测,频响法测试的结果是ab两相低压绕组的相关系数仅为0.275,bc两相低压绕组的相关系数也仅为0.295;电抗法测试的结果是高压对低压的三相阻抗和电抗的最大偏差都是4.48%。高对低阻抗电压与铭牌值(额定档)相差30.52%。两种检测方法的结论一致:绕组有严重的变形或位移。
    该变压器运到某制造厂吊芯解体检查,完全证实了诊断结论。
例5 WHHF厂#1主变(6),型号为SFZ7-20000/110;额定电压为115/6.3kV;94年初投运,99年底曾发生因低压侧接地引发a、b相间短路。2001年3月,同时采用了频率响应分析法和漏电抗法(用MAXWELL电桥)检测变压器绕组有无变形位移。频响法的测试结果是高压线卷BC相间和AC相间的相关系数分别为0.8和0.7,其它各相关系数均大于或等于1。电抗法的测试结果是:A、C两相的偏差最大,为3.18%;B、C两相的偏差1.9%;AB两相的偏差最小,为1.25%。两种方法的结论是相似的,只是电抗法的显示的三相差异更明显一点罢了。
    解体检查发现A、B两相有局部变形,线卷上压板断裂,压钉弯曲变形。是一例极明显的绕组变形。
2.3 事故后的诊断测试
变压器事故跳闸后,按惯例进行相关测试,以达到确认故障、判定故障性质、部位、严重程度,进而指导抢修等目的。此时实施低电压电抗测试常常收到良好的预期效果。仅举一例示之。
例6 GSDS厂#1主变,型号为SFSZ-40000/110,曾经多次短路电流冲击,98年3月在正常运行中差动,瓦斯保护一齐动作,跳三侧开关。
进行低电压电抗测试的结果是:高对地的阻抗电压较铭牌值下降了5.73%;A相电抗较B相小15.3%,较C相小15.7%;同时用低电压法测得A相的空载电流较B、C两相增加了百倍左右,A相的高压绕组的直流电阻亦下降4.73%。判断为A相绕组匝间短路,并严重坍塌。根据这一判断,制定了更换A相绕组的修理方案。推断事故的原因是多次短路引起的动、热效应在绝缘弱处造成隐患,量变积累到一定程度,发生质变,突发了事故。

3 验收时的电抗检测
由于低电压电抗测试的有效且简便,在各阶段的验收工作中已经崭露了不可忽视的作用。
3.1 出厂试验时的电抗测试
出厂试验时进行电抗测试至少有二大功能:
(1)考核产品的主要技术参数是否达到了订货合同或技术协议书中规定的标准。
(2)检验变压器制造厂工艺质量的控制水平。
3.1.1 众所周知,阻抗电压UK是电力变压器的极为重要的技术参数。它不仅是变压器绕组动稳定状态的特征参数;而且影响到供电电压的质量(电压波动率);运行时负荷的分配,进而影响到经济效益;还是继电保护整定计算的基础数据,其真实性影响到系统运行安全。下面例8是一个很有代表性的实例。
例7 TS局TS变电站的1#和2#主变,型号为:SFPSZ8—150000/330GY。电压组合为:345±8×1.25%/121/35kV。
1999年6月供需双方签订了这二台变压器的购销合同,其中规定:“变压器在最大分接和最小分接时的阻抗电压UK相对于额定分接时的UK的相对差不得大于13.9%”。出厂时,制造厂提供的两台变压器的出厂试验报告上的这个值分别是16.2%和16.6%。而需方用《CD9882型变器动稳定状态参数测试仪》,用低电压电抗法测出的这个值分别是19.6%和19.7%。自然是轩然大波,甚至涉及低压电抗法的有效性。最后,经双方共同复测,确认上述最后一组数据是可信的、准确的。剩下的问题就是需方被迫对保护定值和灵敏度作调整。庆幸的是真实的技术参数由于开展了这简便有效的检测而得以显现。
在我们的检测实践中,类似现象已经不是极其个别的特例了。因此,加强出厂验收时对主要技术参数的检测是必要的。
3.1.2 通过测试变压器的电抗XK,,检验(或叫考核)变压器制造工艺质量的控制水平的基本原理当然就是本文前言中所述的:这四参数都是线卷之间相对位置的函数,与线卷的各种尺寸直接相关。因此,同一套图纸生产的二台或多台变压器的上述四参数在理论上应当是完全一样的,同一台变压器的三相的上述四参数一般应当极为相近的。这在很大成份上反映了工艺控制的水平。
回顾携带CD9882仪器进厂参与出厂验收试验了数十台变压器的经历,工厂的工艺装备、质量管理、工艺控制与上述两个“应当”有明显的相关性。有一个特例可以说明一点问题:
例8 某变压器制造厂已生产了数百台110kV变压器,颇得市场好评。试制的一台220kV变压器,其三个单相的电抗之偏差在3.89%-4.14%(在不同的档位偏差不同),整个试制过程,设计是认真的,有关的技术问题是在享有盛誉,确有业绩的专家指导下逐个完成的,质量把关是严格的。问题在于工艺的成熟有一个人与机、人与人逐渐磨合的过程。
假若工艺装备落后或质量控制松懈,电抗偏差更难以小下来。
归纳起来,就变压器用户而言,关注三个偏差,想要越小越好。
第一, 产品的实测阻抗与合同值的偏差越小越好,强调这一点至少有助于产品设计水平的提升。最低的要求是它的真实性,如例7所述。所以要把这一关。
第二, 两台或多台并列运行的变压器,它们彼此的阻抗电压的偏差是越小越好的。差多大一个百分比,变压器实际上可输出的最大容量就少多大一个百分比。
第三, 每台三相变压器的各单相的电抗,彼此的差越小越好。三相变压器各单相电抗都完全相同是不可能的。引线的布置,与箱壳和夹件的相对位置会有些影响的,但也不能相差太大。据我们实测上千台次的不完整统计:98%以上变压器的三个单相电抗彼此的最大偏差在1%以内。其中80%又在0.15%-0.6%之间。
这个偏差大了,也有碍于现场诊断。从例1到例5可以看到:运行中短路后的动稳定状况诊断用的都是三单相彼此互比(即通常说的横比),因为几乎都没有发生短路电流冲击前的原始数据。唯一一个可以用作历史性纵比的阻抗电压有时还不准。
因此,提出这三个越小越好的要求对供需双方都是有益的。
3.2 交接验收时的电抗测试
电力变压器的交接验收主要有三个环节:
3.2.1 变压器由工厂运输到现场后,运输单位向安装单位的交接运输不都是平平稳稳的.一次一台110kV变压器由我国东部沿海某厂运到西北近边疆的一个变电站,该变压器的三相电抗之差达2.76%左右(又没有原始的分相电抗实测值)。窘于当时的进退都已不容易,变压器投运了,运行方只能采取力所能及的措施以争取安全运行。因此运输前后的电抗检测是非常必要的。至少可以让用户作到心中有数,采取相应的对策。
3.2.2 安装后、投运前施工单位向运行单位的交接
在安装过程中若发生器身倾斜,跌落(如所垫的枕木被压碎、压断、基础塌陷、起吊滑脱等等)等重大意外情况,或对芯体内部组件进行了位置调整、压紧等工序。就必须进行电抗等动稳定状态参数的检测。不过出现这种情况的几率较低,一般都可以用运到现场就位后测试的数据作为运行维护的原始资料。

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