一起配电变压器批次性故障的诊断与分析_赵勇军.pdf

一起配电变压器批次性故障的诊断与分析赵勇军1，徐肖伟2，蔡伟1，戴迤东3，韩程1（1.云南电力技术有限责任公司，云南 昆明 650217；2.云南电网有限责任公司电力科学研究院，云南 昆明 650217；3.云南电网有限责任公司楚雄南华供电局，云南 南华 675200）摘要：本文中作者通过绝缘电阻试验、绕组直流电阻试验，并结合吊芯检查，分析了一起因绕组焊接质量缺陷导致的配电变压器批次性故障，并针对故障原因提出了防范措施。关键词：配电变压器；批次性缺陷；绝缘故障中图分类号：TM406文献标识码：B文章编号：10018425（2023）03006505Diagnosis and Analysis of Batch Faults of DistributionTransformersZHAO Yong-jun1，XU Xiao-wei2，CAI Wei1，DAI Yi-dong3，HAN Cheng1（1.Yunan Electric Power Technology Co.,Ltd.,Kunming 650217,China;2.Electric PowerResearch Institute,Yunnan Power Grid Co.,Ltd.,Kunming 650217,China;3.Yunnan Power Grid Co.,Ltd.,Chuxiong Nanhua Power Supply Bureau,Nanhua 675200,China）Abstract：In this paper,through insulation resistance test,winding DC resistance test,combined with hanging core inspection,a batch fault of distribution transformer causedby winding welding quality defect is analyzed,and preventive measures are put forwardfor the cause of the fault.Key words：Distribution transformer;Batch defect;Insulation failure1 引言配电变压器故障会对电网安全稳定运行造成严重影响。本文针对某供电局相同厂家相近制造日期连续三例配变故障为例，通过绕组直流电阻、绝缘电阻试验，并结合吊芯解体检查对故障原因进行了分析，旨在对配电变压器批次性故障的分析提供借鉴。2 故障概况2020年9月至2021年7月期间，某供电局相同厂家相近制造日期的配变连续发生故障（按故障发生的先后时间，依次命名为1号、2号和3号配变），配变基本信息如表1所示。2.11号配变故障情况2020年9月4日，供电局接用户报修该配变故障。抢修人员到达现场后，对故障配变开展直流电阻检测，高压绕组直流电阻数据无法测出，已不具备继续运行的条件。抢修人员核查该配变故障前一段时间内负载情况，负载率较低，无重过载情况。2.22号配变故障情况2020年10月18日，供电局经巡视发现该变压器低压b相接线柱歪斜，随后组织人员进行抢修，过程中发现配变高压直流电阻测试数据超过规程要求已无法正常运行，故障前配变无重过载情况。2.33号配变故障情况2021年7月7日，接用户报修该配变三相电缺相，报修人员到达现场后，开展电压检测发现变压器低压侧c相电压为零，于18时05分向调度申请拉编号故障时间配变型号制造日期12020-09-04SH15-M-125/102012-0422020-10-18SH15-M-80/102012-0322021-07-07SH15-M-125/102012-03表1故障配变基本信息TRANSFORMER第 60 卷 第 3 期2023 年 3 月Vol.60MarchNo.32023DOI:10.19487/ki.1001-8425.2023.03.012第 60 卷测试位置绝缘电阻R60s/G高压绕组对地14.19低压绕组对地11.01表9绝缘电阻测试数据（3号配变）测试位置ao/mbo/mco/m不平衡率/%低压绕组7.0717.0547.01760.758表8绕组直流电阻测试数据-低压绕组（3号配变）测试位置AB/BC/CA/挡位不平衡率/%高压绕组15.5715.7431.31I75.40715.1316.2030.64II75.08514.7015.1629.88III76.230表7绕组直流电阻测试数据-高压绕组（3号配变）测试位置绝缘电阻R60s/G高压绕组对地0.818低压绕组对地1.830表6绝缘电阻测试数据（2号配变）测试位置ao/mbo/mco/m不平衡率/%低压绕组6.9057.1086.9982.897表2绕组直流电阻测试数据-低压绕组（1号配变）开熔断器检查处理，于2021年8月8日完成检查处理及变压器更换抢修工作，查阅负载情况，2021年6月，平均负载11.94%，最大负载32.26%，负载率较低，无重过载情况。3 试验检测情况由表1可知，该三例配变故障均为相同厂家相近日期制造，且1号和2号配变故障时间仅相隔约1个月，而根据实际故障情况，故障前此三台配变均未出现重过载情况，故障现象一致，初步认为是配变内部存在绝缘故障，且存在共性缺陷可能性较大，为进一步对故障进行诊断分析，开展了相关电气试验。3.1 1号配变试验情况1）绕组直流电阻试验根据规程要求，1600kVA以下容量，相间偏差不大于4%，线间偏差不大于2%，通过表2数据可知，该配变低压绕组满足要求，但高压绕组直流电阻数据无法测出。2）绝缘电阻试验1号配变绝缘电阻试验数据如表3所示。由表3可知，该配变绝缘电阻值较高，其绝缘情况良好。3.2 2号配变试验情况1）绕组直流电阻试验2号配变绕组直流电阻试验数据如表4和表5所示。通过表4、表5数据可知，该配变低压绕组满足规程要求，但高压绕组在挡位为I时，BC、AC的直流电阻数据无法测出，在其余挡位下直流电阻不平衡率超过规程要求。2）绝缘电阻试验2号配变绝缘电阻试验数据如表6所示。由表6可知，该配变绝缘电阻值较高，其绝缘情况良好。3.3 3号配变试验情况1）绕组直流电阻试验3号配变绕组直流电阻试验数据如表7和表8所示。通过表7、表8数据可知，该配变低压绕组满足要求，但高压绕组在所有挡位直流电阻不平衡率超过规程要求。2）绝缘电阻试验3号配变绝缘电阻试验数据如表9所示。由表9可知，该配变绝缘电阻值较高，其绝缘情况良好。3.4试验情况小结由绝缘电阻及直流电阻试验数据可知，该三例故障配变故障表征高度类似，从绝缘电阻试验数据看，其绝缘电阻值均较高，主绝缘应未出现严重受损。从直流电阻数据看，三例故障配变的低压绕组直流电阻均满足规程要求，但高压绕组均出现严重三相直流电阻不平衡及电阻值无法测试出的情况，且和所处的运行挡位无关，表明导致绕组直流电阻测试位置绝缘电阻R60s/G高压绕组对地12.8低压绕组对地4.28表3绝缘电阻测试数据（1号配变）测试位置ao/mbo/mco/m不平衡率/%低压绕组12.5112.2412.322.185表5绕组直流电阻测试数据-低压绕组（2号配变）测试位置AB/BC/CA/挡位不平衡率/%高压绕组24.90无法测出无法测出I-24.2754.5326.10II86.54023.6252.7834.35III78.989表4绕组直流电阻测试数据-高压绕组（2号配变）66赵勇军、徐肖伟、蔡伟等：一起配电变压器批次性故障的诊断与分析第 3 期不平衡的因素与分接开关故障无关。而三例故障配变直流电阻测试均采用了同型号的数字式直流电阻测试仪，查阅测试设备的技术参数，其量程最大值为500k，即表明直流电阻数据无法正常显示的情况其实际电气连接的直流电阻电阻值应大于500k。而直流电阻值偏大，则表明配变的电气回路存在接触不良现象甚至较为严重的断股、断路情况。4 现场检查及吊芯情况为进一步确定故障位置明确故障原因，对故障配变均进行了吊芯解体检查。4.1 1号配变检查情况1号配变外观检查情况如图1所示，检查表明，该配变外观良好，油位正常，高、低压瓷套完好，无渗漏油痕迹，转动分接开关，无卡涩情况。对1号配变进行吊芯检查，如图2所示，该配变A、B、C相高压引线均有明显的断点，断点位置位于分接绕组引出线处，有明显的脱焊和虚焊情况，漆包线断点表面有明显的碳化痕迹。4.2 2号配变检查情况2号配变整体检查情况如图3所示，结果表明，绕组整体情况良好，未见鼓包变形，高压套管完好，未见破损，油位计色标指示为红色，说明配变内部油位不足。对2号配变进行吊芯检查，如图4所示，结果表明，该配变A、B相高压引线均有明显的断点，断点位置位于分接绕组引出线处。4.3 3号配变检查情况3号配变外观检查情况如图5所示，检查表明，变压器整体外观情况良好，油箱本体未见鼓包变形，高、低压套管完好未见破损，油位计色标难以辨识，无法准确判断内部油位情况，分接开关转动无卡涩。对3号配变进行吊芯检查，如图6所示，结果表明，吊芯检查，油箱密封胶圈垫完好，未见渗油情（a）油位情况（b）高压套管（c）低压套管（d）分接开关图1 1号配变外观检查情况（a）绕组断股（A相）（b）绕组断股（B相）（c）绕组断股（C相）图2 1号配变吊芯检查情况（a）配变油位情况（b）配变绕组整体情况图3 2号配变整体检查情况（a）高压绕组断股（A相）（b）高压绕组断股（B相）图4 2号配变吊芯检查情况67第 60 卷况，但胶圈垫周围脏污严重，绕组整体情况良好，未见明显的鼓包变形情况，但高压引线C相存在虚焊、断股且绕组外层绝缘绑扎带有明显的过热碳化痕迹，后经严格检查绕组焊接情况，高压绕组A、B相绕组在相同位置均有此类情况，累计存在断股共计6处且漆包线表面绝缘层有过热烧蚀痕迹。低压绕组软连接表面有明显的过热导致碳化烧蚀痕迹（图7a图7c），且三相绕组均有此类情况，烧蚀碳化物已呈颗粒状，遍布于低压绕组绝缘纸表面（图7d）。4.4吊芯检查小结由配变吊芯及解体检查情况可知，三例故障配变在故障位置和故障表征上有高度的一致性，主要表现在，故障位置均在配变分接开关至高压绕组引线处，故障特点均表现为绕组焊接点的焊接质量较差，导致焊接点存在虚焊或接触电阻过大的情况，在长期运行条件下，该位置会出现局部过热，进而导致绕组断股，特别是3号配变，实际检查出现断股情况多达6处，该现象也和实际试验情况尤其是直流电（a）油位情况（b）低压套管（c）高压套管（d）分接开关图5 3号配变检查情况（a）变压器密封圈周围严重脏污（b）变压器密封圈周围严重脏污（c）配变绕组整体情况（d）配变绕组虚焊断股、绑扎带碳化（C相）（e）配变绕组虚焊断股（A相）（f）配变绕组虚焊断股（B相）（g）漆包线绝缘层碳化（h）漆包线绝缘层碳化图6 3号配变吊芯检查情况（高压绕组）（a）低压绕组c相软连接表面碳化烧蚀（b）低压绕组b相软连接表面碳化烧蚀（c）低压绕组a相软连接表面碳化烧蚀（d）低压绕组绝缘纸表面碳化颗粒物图7 3号配变吊芯检查情况（低压绕组）68赵勇军、徐肖伟、蔡伟等：一起配电变压器批次性故障的诊断与分析第 3 期阻试验吻合。因此，综合考虑该三例故障配变均为同一厂家在相近日期（制造时间相差一个月）生产，型号相同，故障表征和故障现场高度一致，本次故障应为批次性产品质量问题。5 结论与建议根据试验数据及吊芯解体检查结果，综合分析配变的故障原因为配变高压绕组焊接质量较差，焊接部位存在虚焊，致使运行时焊接位置局部过热，导致绕组断股，致使配变故障。且综合考察配变信息和故障表现，本次故障应为该厂家的批次性产品质量问题。为避免类似故障的发生，建议采取如下措施：1）供电企业对在运的该厂家同批次相近制造时间配电变压器进行全面排查，重点检查直流电阻试验情况，一旦出现不合格的情况，应及时处理更换并进行吊芯检查。2）加强对该制造厂家制造工艺环节的监督，特别是绕组焊接工艺、焊接