4 分析和比较
4.1 低电压电抗法和频率响应分析法
两种方法同样的特点是接线简单,仪器轻便,测试快捷。更细的比较,由于频响法不需要作良好的短接(电抗法需良好地短接被试绕组对的不加压绕组)而接线会更简单些,仪器也稍稍轻便些。两种方法的理论依据都无庸置疑。两种方法的实际业绩也各有千秋。
电抗法有IEC标准、国家标准、国电公司的规定为依据,在经典性、权威性,使用的广泛性等方面都占有明显的优势。而且判据稳定,历经验证。纵向可比性强。
频响法灵敏度高,信息蕴藏量大,潜在功能有待发掘,判据的量化有待成熟和规范,现场测试的抗干扰性有待很好地提高。仪器的价格也相对昂贵。
现场经常发生用两种方法会同进行,然后对照分析。过半数的情况是两者结论相近,如例2、例5;也有电抗法单独判定变压器动稳定失稳的,如例1。多数是一致确认变压器动稳定状态正常而加入运行,至今无恙的。如:
例9 JY电厂#4主变,SFP2-240000/330。90年投入运行,后数次用频响法进行测试均无异常,2001年8月的一次频响法测试中有二个相关系数小于1,认为可能有异常。及时延请电抗法会同测试,结果是三相电抗之间的最大偏差才0.867%,阻抗电压与铭牌值相差仅0.338%。而频响法测试出的最小相关系数也变成了1.27。双方一致确认:绕组动稳定状态无异常。
4.2 纵比和横比
无论电抗法还是频响法,最基本的分析方法都是纵比和横比。
纵比就是与上一次测试的结果比,与最原始的资料(最好是出厂交接验收数据)比,与事件(如短路、运输、内部紧固等)发生前的测试结果比。
横比,就是同一台(或同一组)变压器三个单相的测试结果之间互相比。
显然,纵比要直观些,影响其可比性的因素比横比少。因此,建立测试结果档案库是非常必要的,且越早越好。
4.3 电抗四参数和其它辅助性检测方法
很明显GB1094.5规定的判断变压器是否经受住了短路承受能力试验的检查测量方法和补充测量方法原则上是适用于现场变压器经受短路电流冲击之后的动稳定状态诊断的。
从前面所举实例可以看出:电抗四参数(UK、ZK、XK、LK)是判断变压器绕组动稳定的当之无愧的主裁判,在现场可以充当辅助判断的可以有:绕组的直流电阻测量、油中含气的色谱分析、频谱响应分析、空载电流测量。
4.4 绕组和铁芯动稳定状态检测
国标1094.5把空载电流测量列为判断变压器承受短路电流能力的补充方法之一是非常有道理、有根据的。空载电流的增大,至少可以极为灵敏地反映铁芯有无松动和绕组有无匝层间短路。
变压器在经受短路电流冲击时,产生的电动力必定要传递到作为器身骨架的铁芯上去,短路电流产生的过励磁也使铁芯本身产生磁致伸缩的力,迭铁芯变压器铁芯受力的第一效应便是接缝增大,更严重的是绕组匝层间的绝缘因此损坏,二者的后果都是空载电流大增,空载损耗也会明显增大。例6就是这样的一个例子。为此《CD9882变压器动稳定状态参数测试仪》就设置了检测约定的低电压下的空载电流和空载损耗的功能以满足国标和实际的要求,加深诊断的深度。助电抗法判断变压器动稳定状态以一臂之力。
4.5 超高压大型变压器
国内最大的强电流试验站,至今试验过的变压器最高电压为220kV,最大容量为120MVA。而众所周知的是:电压等级升高,变压器内部不同电位之间的绝缘距离会随之加大。容量增大,导线需加粗。总之器身、绝缘、铁芯的动稳定问题必定更突显。从国家电力公司中国电力科学研究院每年发布的《全国110kV及以上变压器类设备运行情况及事故统计分析》可以明显看出,随电压的等级增高,事故率是随着升高的趋势。
因此,加强对超高压变压器的动稳定状态的有效监测尤为必要。更不要说:超高压、大容量变压器在电网中的重要性,发生事故的危害性本身就大。
5 结论性意见
(1) 低电压电抗法是国内外公认的诊断变压器稳定状态的权威手段,在变压器短路电流承受能力试验中居于主裁判地位。
(2) 现场用低电压电抗法于变压器经受外部短路电流冲击之后的动稳定状态诊断已经取得了一定的成效和经验,应予积极推广。
(3) 交接验收时用低电压电抗法检验变压器的制作工艺质量和监测运输有无不良影响也开始发挥作用。这二个环节的检测对变压器终生的安全运行意义很大。
(4) 规范低电压电抗法检测的程序和具体要求已经是当务之急。
(5) 检测后,纵比、横比是最主要的分析方法。尤其是纵比。因此建立并健全准确的变压器稳定状态参数的档案资料是非常必要的。
文献资料
(1)检测变压器动稳定状态参数的物理基础和实际意义
邬伟民、梁恒基《电力设备》 2002、4
(2)SFZ-26MVA/132kV电力变压器的短路试验
贺以燕《变压器》 1999、12
(3)检测绕组及铁芯变形、位移的低电压短路电抗法及所用仪器
王登第、任天保《变压器》 2001、10
(4)测量短路电抗是判断变压器绕组变形的有效方法
曾刚远《变压器》 1998、8
(5)大型变压器短路试验方法及四台变压器短路试验情况
陈奎《变压器》 1998、1
(6)频响法结合漏电感法测量变压器线圈变形
孙强、刘孝为、黄国强、谢立强《高电压技术》 2002、7
作者简介
邬伟民(1946-),男,教授级高级工程师,国电西北公司高电压技术专家,国务院政府特殊津贴享受者。
孙 强(1971-),男,硕士、高级工程师,西北电力试验研究院高压室主任,主要从事变压器试验和研究工作。
李建强(1967-),男,工程师,广电集团广州分公司试验公司高压室副主任,主要从事高电压试验工作。
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