郭壘

摘 要：介紹福建水口發(fā)電集團的4號機組勵磁變壓器高壓側繞組在直流電阻的測試數(shù)據(jù)中存在異常，繼而分析數(shù)據(jù)，查找故障，最終確定勵磁變壓器存在繞組變形的故障，保障機組的安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞：勵磁變壓器 繞組直路電阻 繞組變形

中圖分類號：TM406 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）006-041-02

1 事件概述

福建水口發(fā)電集團在2011年4號機組勵磁變的大修電氣試驗項目中，發(fā)現(xiàn)C相勵磁變高壓側3-8檔位繞組直流電阻數(shù)據(jù)存在異常，通過相應的數(shù)據(jù)分析，故障查找，最終確定4號機組三相勵磁變繞組均存在繞組變形故障，提前發(fā)現(xiàn)了未知的隱患，有力的保障了機組的穩(wěn)定運行。

1.1 勵磁變壓器的相關說明

勵磁變壓器是一種專門為發(fā)電機勵磁系統(tǒng)提供三相交流勵磁電源的裝置，勵磁系統(tǒng)通過可控硅將三相電源轉化為發(fā)電機轉子直流電源，形成發(fā)電機勵磁磁場，通過勵磁系統(tǒng)調節(jié)可控硅觸發(fā)角，達到調節(jié)發(fā)電機端電壓和無功的目的。發(fā)電機用勵磁變壓器的安全、穩(wěn)定運行，是自并勵機組安全、穩(wěn)定運行的前提，是發(fā)電機組穩(wěn)定發(fā)電、滿負荷發(fā)電的先決條件，是勵磁系統(tǒng)可靠運行的關鍵。

福建水口發(fā)電集團采用的機組勵磁變是德國西門子公司生產(chǎn)的EGEJ5944M型13.8kV干式變壓器。全廠7臺200MW的機組，共有21臺勵磁變壓器。其中4號機組勵磁變壓器參數(shù)型號如表1。

表1 4號機組勵磁變壓器型號參數(shù)

1.2 勵磁變壓器高壓側繞組的直流電阻測試數(shù)據(jù)

變壓器繞組直流電阻測量是變壓器制造中半成品、成品出廠試驗、安裝、交接試驗及電力部門預防性試驗的必測項目，能有效發(fā)現(xiàn)變壓器線圈的選材、焊接、連接部位松動、缺股、斷線等制造缺陷和運行后存在的隱患。

表2為2011年4號勵磁變壓器高壓繞組各檔位直流電阻測試數(shù)據(jù)。

表2 4號勵磁變壓器高壓側繞組2011年各檔位直流電阻測試數(shù)據(jù)

粗略判斷：根據(jù)《福建省電力企業(yè)電力設備交接和預防性試驗規(guī)程》的變壓器直流電阻數(shù)據(jù)判斷依據(jù)（1）：1.6MVA及以下變壓器，相間差別一般不大于三相平均的值的4%，線間差別一般不大于三相平均值的2%，可以判斷該勵磁變壓器高壓側直流電阻測試數(shù)據(jù)合格。

2 具體數(shù)據(jù)分析

2.1 勵磁變壓器C相高壓側繞組測試數(shù)據(jù)分析

根據(jù)勵磁變壓器的銘牌數(shù)據(jù)，高壓側3-7檔比3-8檔的電壓比更高，那么理論上，3-7檔與3-8檔的直流電阻測試數(shù)據(jù)，就應該是3-7檔更大。仔細看表2的測試數(shù)據(jù)就會發(fā)現(xiàn)，勵磁變壓器C相高壓側繞組在3-8檔測試的直流電阻數(shù)據(jù)就明顯違反了這個規(guī)律，該數(shù)據(jù)異常。

2.2 勵磁變壓器B相高壓側繞組測試數(shù)據(jù)分析

發(fā)現(xiàn)勵磁變C相繞組3-8檔高壓側直流電阻測試數(shù)據(jù)存在異常，根據(jù)《福建省電力企業(yè)電力設備交接和預防性試驗規(guī)程》的變壓器直流電阻數(shù)據(jù)判斷依據(jù)（2）：與以前相同部位測得值比較，其相對變化不應大于2%，與2006年時該勵磁變的直流電阻測試數(shù)據(jù)進行一次比較，看看結果見表3。

表3 兩次直流電阻測試數(shù)據(jù)比較

由此可見：除了C相勵磁變3-8檔直流電阻數(shù)據(jù)異常外，B相勵磁變多個檔位的直流電阻測試數(shù)據(jù)也存在異常。

3 故障排查

3.1 排除外部環(huán)境的干擾

重新打磨勵磁變高壓側各檔位的分接開關短接片，重新上緊各測試接頭的螺母，重新更換測試儀器，使用更大的電流進行測試，測試數(shù)據(jù)如表4，數(shù)據(jù)未見明顯改善。

表4 排除外部環(huán)境干擾后的測試數(shù)據(jù)

3.2 測試勵磁變各檔位的變壓比數(shù)據(jù)。

懷疑勵磁變的分接檔位有所錯亂，重新測試勵磁變各檔位的電壓比數(shù)據(jù)，與銘牌數(shù)據(jù)進行比較（見表5），數(shù)據(jù)一切正常。

表5 勵磁變各檔位電壓比數(shù)據(jù)測試

3.3 查找檢修記錄

上述兩種檢測方法測試判斷后，由于勵磁變壓器是全澆注式，無法進行拆解，查找故障一時陷入了僵局。重新查閱了檢修記錄，突然發(fā)現(xiàn)2008年6月，4號機組C相勵磁變曾經(jīng)由于雨季汛期，持續(xù)長時間高負荷運行，導致一次側接頭溫度過高，進行過停電處理。

4 故障確定

繞組變形指電力變壓器繞組在運輸中遭受機械力，或在運行中遭受電動力而發(fā)生的輻向或軸向的尺寸變化，如扭曲、鼓包或移位等。繞組變形會直接影響變壓器的絕緣結構，或造成內部結構松動間接影響到絕緣，危害變壓器的安全運行。

我們采用浦江宏順電氣有限公司生產(chǎn)的CS-8型變壓器短路阻抗測試儀對勵磁變高壓側各檔位繞組進行了短路阻抗測試，這里由于篇幅所限，僅提供3-7檔、3-8檔測試數(shù)據(jù)（見表6）

輔助計算公式：（1）實際測量阻抗Z測試=U/I

U-實測電壓，I-實測電流，Z測試-實測阻抗

（2）變壓器銘牌計算阻抗Z計算=UN * Uk/100/IN/√3=UN2/S * Uk

UN-額定電壓，Uk-阻抗電壓，IN-額定電流，S-三相額定功率。

表6 勵磁變3-7、3-8檔短路阻抗測試表

結論：根據(jù)CS-8型變壓器短路阻抗測試儀使用說明，實測阻抗與出廠值相比，繞組正常《2%；注意值為2-3%；繞組變形>3%的依據(jù)，最終判斷4號機組勵磁變A、B、C三相3-7、3-8檔位的高壓繞組均存在不同程度的繞組變形故障。

5 處理結果

水口集團公司生技處根據(jù)勵磁變壓器的相關試驗報告，聯(lián)系變壓器生產(chǎn)廠家，采購勵磁變壓器備品相關事宜。對于現(xiàn)有的4號機組勵磁變壓器，由于是非運行檔繞組數(shù)據(jù)異常，所以繼續(xù)投入運行，并縮短試驗周期，加強日常監(jiān)控。同時對于其他機組的勵磁變壓器，也吸取經(jīng)驗，在機組停役檢修時增加測試各檔位的直流電阻，以防患于未然，提前發(fā)現(xiàn)未知故障隱患，保障機組運行安全。

參考文獻：

[1] 福建省電力企業(yè)有限公司標準.電力設備交接和預防性試驗規(guī)程（試行） Q/FJG 10029.2-2004[S].2005.