抽水蓄能电站变压器直流电阻超差故障分析及解决办法

王国柱，李凌飞

（河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北省石家庄市 050030）

（国网新源控股有限公司技术中心，北京市 100161）

抽水蓄能电站变压器直流电阻超差故障分析及解决办法

王国柱1，李凌飞2

（河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北省石家庄市 050030）

（国网新源控股有限公司技术中心，北京市 100161）

某抽水蓄能电站2号主变压器低压侧直流线电阻超差，本文通过对其10年的数据进行分析比较，以及最近一次大修前后的数据比较，结合其他试验数据，提出原因分析及解决建议。

抽水蓄能；主变压器；直流电阻；超差；解决办法

1 概述

某抽水蓄能电站装设3台90MW可逆式水泵水轮机，其主变压器于20世纪90年代初期年投运，为意大利ABB公司生产制造，2013年之前3次预防性试验时发现主变压器低压侧绕组直流电阻不平衡度超差，随即对其进行了大修，大修运行一段时间后，又出现了该问题。

2 数据分析

2.1 直流电阻试验概述

变压器绕组直流电阻的检测是一项很重要的试验项目，电力设备预防性试验规程的试验次序排在变压器试验项目的第二位，规程规定它是变压器大修时，无载调压开关调级后、变压器出口短路后和3年一次等必试项目，在变压器的所有试验项目中是一项较为方便而有效的考核绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验。它能够反映绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态以及导线电阻的差异和接头接触不良等缺陷故障，也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关挡位是否正确的有效手段。长期以来，绕组直流电阻的测量一直被认为是考查变压器纵绝缘的主要手段之一，有时甚至是判断电流回路连接状况的唯一办法。

2.2 数据分析

对该电站2002～2014年预防性试验直流电阻测试数据和2013年该主变压器大修前后的油色谱数据分析过程如下。

2.2.1 大修及大修前10年数据分析

根据对应公式将线绕组直流电阻值换算为相绕组直流电阻值，同时换算到75℃下同一温度进行比较：

（1）对于Yd11型变压器接线，低压侧线绕组换算为相绕组计算公式为：

表1 2002～2013年大修前变压器直流电阻测量及计算

（2）统计分析。

因无法得到出厂数据及2002年之前的数据，那么从上表可以看出，2002年开始后的10次直流电阻测量中，有3次直流电阻不平衡度超过1%，最大值为1.41%。

2.2.2 大修及大修后数据分析

将2014年测量的直流电阻与大修后合格的电阻值进行比较，得出相对增加率，计算公式为：

表2 2013年大修及大修后变压器直流电阻测量及相对比较值

表3 大修后不合格数据和大修后合格数据对比

通过分析可得，2013年大修后测得不合格数据为u相和v相直流电阻，相比于大修后的合格值增长率较大，其增长率为3.4%，w相有-0.61%的变化。

2014年5月份测得的数据与大修合格数据相比较可知，u相和v相绕组电阻均有2%左右的增长，w相绕组有-1.77%左右的变化。

3 油中气体色谱分析

变压器直流电阻不平衡度超差，通常进行油中色谱分析，因为在变压器故障诊断中，单靠电气试验方法往往很难发现某些局部故障和发热缺陷，而通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效。

3.1 该电站提供的大修前和大修后的共5次色谱数据

表4 2013年大修及大修后变压器色谱数据及分析 μL/L

3.2 设备中气体增长率注意值

DL/T 722―2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》9.3.2b）相对产气速率计算公式为：

式中：gr――相对产气速率，%/月；

Ct,1――第二次取样测得油中某气体浓度，μL/L；

Ct,2――第二次取样测得油中某气体浓度，μL/L；

Δt―― 两次取样时间间隔中的实际运行时间，月。

注：因为总烃起始含量很低，故不宜采用此判据。

3.3 绝对产气速率

DL/T 722―2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》9.3.2a）绝对产气速率计算公式为：

式中：ga――绝对产气速率，mL/d；

Ct,1――第二次取样测得油中某气体浓度，μL/L；

Ct,2――第二次取样测得油中某气体浓度，μL/L；

Δt――二次取样时间间隔中的实际运行时间，d；

m――设备总油量，t；

r――油的密度，t/m3。

本文m取33t，根据上述表格计算得出表5：

表5 2013年大修及大修后180天时间内绝对产气速率 mL/d

当故障涉及固体绝缘时，会引起CO和CO2含量的明显增长。根据现有的统计资料，固体绝缘的正常老化过程与故障情况下的劣化分解，表现在油中CO和CO2的含量上，一般没有严格的界限，规律也不明显。这主要是由于从空气中吸收的CO2、固体绝缘老化及油的长期氧化形成CO和CO2的基值过高造成的。开放式变压器溶解空气的饱和量为10%，设备里可以含有来自空气中的30μL/L的CO2。在密封设备里，空气也可能经泄漏而进入设备油中，这样，油中的CO2浓度将以空气的比率存在。经验证明，当怀疑设备固体绝缘材料老化时，一般CO2/CO＞7。

当怀疑纸或纸板过度老化时，应适当地测试油中糠醛含量，或在可能的情况下测试纸样的聚合度。

4 结论及建议

通过上述分析，可得如下结论和建议：

（1）此次试验，2号主变压器低压侧绕组直流线电阻相互间的差别（线间差）大于1%（试验值2.5%～2.6%），与2013年测量结果相比，低压侧绕组u、v相直流电阻均有增大的趋势。此现象与2013年该主变压器大修过程中低压侧直流电阻测量的情况极为相似，怀疑引线处有螺栓松动或者接触面接触不好，建议联系厂家进行处理。

（2）通过对2号主变压器油色谱的分析，认为烃类气体含量正常，未发生绝缘故障；CO及CO2含量升高较快，系主变压器内部固体绝缘老化所致，建议缩短油色谱检测周期，加强监视。

董其国.电力变压器故障与诊断.北京：中国电力出版社.

王国柱（1981—），男，本科，高级工程师，从事抽水蓄能电站运维管理工作。

李凌飞（1988—），女，本科，助理工程师，主要从事生产技术管理，综合计划管理方面等工作。

Analysis and Solving Method for the Transformer DC Resistance of Pumed Storaged Power Station

WANG Gouzhu1，LI Lingfei2
（1.Hebei Zhanghewan pumped storaged Co. Ltd.，Shijiazhang 050300，China; 2.Technology Center of State Grid Xinyuan Co.Ltd.，Beijing 100161，China）

A power station No.2 main transformer low voltage station DC line resistance is overproof，through the analysis and comparison its ten years of data，as well as the last major overhaul before and after the comparison of the data，and the last major overhaul data，combined with other test data，put forward the reason for the analysis and settlement.

pumped storaged; main transformer; DC risistance;overproof; solution