干式变压器空载试验.doc

变压器空载试验方法检测磁路故障
（张天鹏）
1、 故障概况
发耳电厂1号炉B送风机变频变压器是干式变压器，有16个低压绕组，其中一个是380V绕组。送风机运行中，突然过流保护动作跳闸，但变压器二次侧并未带负荷，检修人员第一时间到达现场，发现温度较高，A相温度为24.1℃，B相为25.4℃，C相为47.3℃。
2、 故障分析及处理
鉴于以上情况，工作人员当即决定对变压器高压侧做了直流电阻试验
试验结果如下：
RAO=85.13mΩ，RBO=85.06 mΩ，RCO=84.35 mΩ
三相直流电阻平衡，无法判断该变压器故障。工作人员再次对变压器做了常规试验，试验项目如下：
1）、绕组直流电阻测量；
2）、绕组绝缘测量；
3）、变压器变比试验。
然而试验结果却未发现异常，工作人员分析后认为：
1）测量绕组直流电阻的目的，主要是检查变压器绕组内部导线和引线的焊接质量；电压分接头接触是否良好；以及发现较严重的匝间和层间短路。而对于少量匝间短路，也会因为其直流电阻值变化很小，而无法做出判断。
2）绝缘电阻试验只对变压器绕组间及绕组与地间绝缘进行考核，而无法对匝间绝缘进行考核。
3）变比试验在理论上是检验匝数变化最直接的办法。但在实际试验中采用三相法，从高压侧加三相低压电源。所以加在高压侧绕组上的电压值相对较低，而这时故障点的残余绝缘则很有可能经受住该电压值的考验，表现出正常的检验结果，从而无法进行准确判断。
考虑到空载试验对发现对发现绕组及磁路的缺陷具有重要意义于是决定对该变压器做空载试验。变压器空载电流的大小与铁心硅钢片的导磁性能、片间绝缘和装配工艺有关, 还与绕组是否存在匝间短路有关。另外, 由于三相变压器三相的磁路长度不同, A相和C 相的磁路较长, B 相的磁路较短, 使得A 相和C 相的磁阻大于B 相的磁阻。为保证三相的磁通大小相等, 那么A 相和C 相的空载电流要大于B 相的空载电流, 即:
Ioa≈Ioc>Iob ( 1)
对于低压侧为y 接法的变压器, 经多次试验测取与统计表明:
≈=（0.67～0.83） ( 2)
用式( 1) 或式( 2) 就可进一步判断变压器某相是否存在局部短路故障。
由于现场没有三相试验调压器，无法做三相空载试验，只有单相调压器且容量只有30kVA，无法加到变压器额定电压。考虑到我厂的实际情况，工作人员决定在变压器低压侧380V绕组加电压，分别测量相同电压等级下的单相空载电流，再三相之间相互比较。
我厂送风机变压器，SN=2000kVA，U1N/U2N=6kV/0.4kV, I1N/I2N=22.8A/192.5A, Yyn0 接法。
按下图所示接线，分别测量三相绕组在不同电压等级下的Ioa、Iob、Ioc。

图一：单相电源测量Y形接线示意图

在低压侧加上各个等级的电压测得的空载电流如下表所示：
电压（V）
10
20
30
40
50
电流（A）
Ioa
1.23
1.91
2.44
2.89
3.36
Iob
0.80
1.38
1.87
2.33
2.73
Ioc
4.13
7.84
11.52
15.18
19.10
根据上表所示结果分析，显然Ioc偏大，与Ioa及Iob相差较大，与式（1）不符，再对照式（2）取50V时电压进行计算：=0.73/3.36=0.81,而=2.73/19.10=0.14不在0.67～0.83范围内，因此判断C相有局部短路故障。与厂家人员协商后，由厂家更换新的变压器，经我方工作人员做交接试验合格后投入运行。
3、 总结
1） 在实际工作中，如果遇到类似变压器内部绕组匝间短路这种故障，在其他常规试验无法作出判断时，利用空载试验观察空载电流变化，进行故障查找是行之有效的方法；
2） 由于《电力交接和预防性试验标准》中并未要求对新安装的变压器做空载试验。导致变压器隐患不能完全排除，笔者认为有必要在变压器交接试验中做空载试验。