變壓器繞組直流電阻異常處理

在電力系統(tǒng)中，變壓器作為核心設(shè)備，承擔(dān)著電壓變換、電能傳輸和分配的重要任務(wù)。變壓器繞組直流電阻是衡量其性能的關(guān)鍵參數(shù)之一，該參數(shù)的異常變化往往預(yù)示著變壓器內(nèi)部存在潛在故障。及時(shí)、準(zhǔn)確地處理變壓器繞組直流電阻異常，對(duì)于保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

變壓器繞組直流電阻異常的原因分析

繞組斷路

繞組斷路是導(dǎo)致直流電阻異常增大甚至無窮大的常見原因。繞組在制造過程中可能存在導(dǎo)線損傷、焊接不良等缺陷，在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，受電磁力、熱應(yīng)力以及環(huán)境因素的影響，這些缺陷可能進(jìn)一步發(fā)展，最終導(dǎo)致繞組斷開。在變壓器遭受短路故障時(shí)，強(qiáng)大的短路電流會(huì)產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，可能使繞組的導(dǎo)線受到機(jī)械損傷，引發(fā)斷路。

繞組匝間短路

繞組匝間短路會(huì)使直流電阻減小。由于絕緣老化、受潮或受到過電壓沖擊等原因，繞組相鄰匝之間的絕緣可能被擊穿，導(dǎo)致匝間短路。一旦發(fā)生匝間短路，部分電流會(huì)通過短路匝形成閉合回路，使得通過繞組整體的電流分布發(fā)生變化，等效電阻降低。在一些運(yùn)行年限較長(zhǎng)的變壓器中，絕緣材料逐漸老化，匝間短路的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。

分接開關(guān)故障

分接開關(guān)用于調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓，其接觸不良會(huì)導(dǎo)致直流電阻異常。分接開關(guān)在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，觸頭可能會(huì)因氧化、腐蝕、磨損等原因出現(xiàn)接觸電阻增大的情況。分接開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)故障，如分接位置指示不準(zhǔn)確、分接開關(guān)無法正常切換等，也會(huì)影響直流電阻的測(cè)量結(jié)果。在頻繁調(diào)節(jié)分接開關(guān)的變壓器中，分接開關(guān)故障引發(fā)直流電阻異常的概率相對(duì)較高。

引線連接問題

變壓器繞組與外部引線的連接點(diǎn)松動(dòng)、氧化或焊接不良，會(huì)導(dǎo)致接觸電阻增大，從而使直流電阻測(cè)量值異常。在變壓器的安裝和檢修過程中，如果引線連接不牢固，在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，受振動(dòng)、熱脹冷縮等因素影響，連接點(diǎn)可能會(huì)逐漸松動(dòng)。此外，連接點(diǎn)長(zhǎng)期暴露在空氣中，容易發(fā)生氧化，進(jìn)一步增大接觸電阻。

變壓器繞組直流電阻的測(cè)量方法及判斷標(biāo)準(zhǔn)

測(cè)量方法

電橋法：常用的有單臂電橋(惠斯通電橋)和雙臂電橋(凱爾文電橋)。單臂電橋適用于測(cè)量 1Ω 以上的電阻，其原理是通過調(diào)節(jié)電橋的平衡來測(cè)量電阻值。雙臂電橋則專門用于測(cè)量 1Ω 以下的小電阻，它能夠消除引線電阻和接觸電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，提高測(cè)量精度。在測(cè)量變壓器繞組直流電阻時(shí)，根據(jù)電阻值的大小選擇合適的電橋進(jìn)行測(cè)量。

直流壓降法：該方法通過給繞組通入直流電流，測(cè)量繞組兩端的電壓降，根據(jù)歐姆定律計(jì)算出直流電阻。直流壓降法適用于測(cè)量大電阻，其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)單，但測(cè)量精度相對(duì)較低。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高測(cè)量精度，通常會(huì)采用高精度的電流表和電壓表，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行多次測(cè)量取平均值。

判斷標(biāo)準(zhǔn)

相間直流電阻不平衡率：對(duì)于三相變壓器，要求各相繞組直流電阻的不平衡率不超過規(guī)定值。一般情況下，對(duì)于 1600kVA 及以下的變壓器，相間直流電阻不平衡率不應(yīng)大于 4%;對(duì)于 1600kVA 以上的變壓器，相間直流電阻不平衡率不應(yīng)大于 2%。如果相間直流電阻不平衡率超過規(guī)定值，可能存在繞組故障。

與歷史數(shù)據(jù)比較：將當(dāng)前測(cè)量的直流電阻值與變壓器出廠時(shí)或以往的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若電阻值變化較大，超過規(guī)定的允許偏差范圍，也應(yīng)引起重視。一般要求與上次測(cè)量值相比，變化不應(yīng)超過 2%。通過與歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器繞組直流電阻的異常變化趨勢(shì)。

變壓器繞組直流電阻異常的處理流程

故障排查

外觀檢查：首先對(duì)變壓器進(jìn)行外觀檢查，查看變壓器外殼是否有變形、滲漏油等異?，F(xiàn)象。檢查分接開關(guān)的位置指示是否正確，操作機(jī)構(gòu)是否靈活。觀察繞組引出線的連接部位是否有過熱、變色、松動(dòng)等跡象。

測(cè)量數(shù)據(jù)分析：對(duì)測(cè)量得到的直流電阻數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，計(jì)算相間直流電阻不平衡率，與判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。同時(shí)，結(jié)合變壓器的運(yùn)行歷史、負(fù)荷情況等因素，綜合判斷直流電阻異常的原因。如果直流電阻值增大，可能是繞組斷路、引線連接不良或分接開關(guān)接觸電阻增大;如果直流電阻值減小，可能是繞組匝間短路。

進(jìn)一步檢測(cè)：為了準(zhǔn)確確定故障位置，可采用一些輔助檢測(cè)手段。使用絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量繞組的絕緣電阻，判斷是否存在絕緣損壞的情況。通過變壓器油的色譜分析，檢測(cè)油中是否含有異常的氣體成分，以判斷變壓器內(nèi)部是否發(fā)生過熱或放電故障。對(duì)于懷疑存在匝間短路的繞組，可采用短路阻抗測(cè)試、頻率響應(yīng)分析等方法進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)。

故障修復(fù)

繞組斷路修復(fù)：如果確定是繞組斷路，需要對(duì)斷路點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)。對(duì)于因焊接不良導(dǎo)致的斷路，可重新進(jìn)行焊接，并確保焊接質(zhì)量。對(duì)于導(dǎo)線損傷嚴(yán)重?zé)o法修復(fù)的情況，則需要更換受損的繞組。在更換繞組時(shí)，要選擇與原繞組規(guī)格相同的導(dǎo)線，并嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行繞制和安裝。

繞組匝間短路修復(fù)：對(duì)于繞組匝間短路故障，可采用局部修復(fù)或更換繞組的方法。如果短路匝數(shù)較少，可將短路部位的絕緣進(jìn)行修復(fù)，重新包扎絕緣材料。若短路范圍較大，則需要更換整個(gè)繞組。在修復(fù)過程中，要對(duì)繞組的絕緣性能進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，確保修復(fù)后的繞組滿足運(yùn)行要求。

分接開關(guān)故障修復(fù)：如果是分接開關(guān)接觸不良，可對(duì)觸頭進(jìn)行清潔、打磨，去除氧化層和污垢，以降低接觸電阻。對(duì)于分接開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)故障，需要檢查和修復(fù)操作機(jī)構(gòu)的零部件，確保分接開關(guān)能夠正常切換，并準(zhǔn)確指示分接位置。在修復(fù)完成后，要對(duì)分接開關(guān)進(jìn)行多次切換試驗(yàn)，驗(yàn)證其性能是否正常。

引線連接問題修復(fù)：對(duì)于引線連接松動(dòng)的情況，要重新緊固連接點(diǎn)，確保連接牢固。對(duì)于連接點(diǎn)氧化或焊接不良的問題，可先去除氧化層，然后重新進(jìn)行焊接。在修復(fù)后，要對(duì)連接點(diǎn)的電阻進(jìn)行測(cè)量，確保接觸電阻符合要求。

預(yù)防措施

加強(qiáng)日常維護(hù)：定期對(duì)變壓器進(jìn)行巡檢，檢查變壓器的外觀、油溫、油位等參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。定期對(duì)變壓器繞組直流電阻進(jìn)行測(cè)量，并與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，以便早期發(fā)現(xiàn)潛在故障。

提高安裝和檢修質(zhì)量：在變壓器的安裝和檢修過程中，要嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行操作，確保繞組的繞制質(zhì)量、引線連接質(zhì)量以及分接開關(guān)的安裝調(diào)試質(zhì)量。加強(qiáng)對(duì)安裝和檢修人員的培訓(xùn)，提高其技術(shù)水平和質(zhì)量意識(shí)。

改善運(yùn)行環(huán)境：保持變壓器運(yùn)行環(huán)境的清潔，避免灰塵、水分等雜質(zhì)進(jìn)入變壓器內(nèi)部。加強(qiáng)對(duì)變壓器運(yùn)行溫度的監(jiān)測(cè)，避免變壓器長(zhǎng)期過載運(yùn)行，防止因過熱導(dǎo)致絕緣老化和故障發(fā)生。

采用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)：利用先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器繞組直流電阻、油溫、油中氣體成分等參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的早期故障跡象，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，提高變壓器的運(yùn)行可靠性。

變壓器繞組直流電阻異常是變壓器運(yùn)行過程中常見的問題之一，其原因復(fù)雜多樣。通過準(zhǔn)確的測(cè)量方法和判斷標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)直流電阻異常，并按照科學(xué)的處理流程進(jìn)行故障排查和修復(fù)，同時(shí)采取有效的預(yù)防措施，可以有效保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，確保電力系統(tǒng)的可靠供電。在未來的電力系統(tǒng)發(fā)展中，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)變壓器繞組直流電阻異常處理的方法和技術(shù)也將不斷完善和創(chuàng)新，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供更有力的支持。