夏強(qiáng)峰，屠曄煒，蔣政，袁均祥，周詠檳

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司嘉興供電公司，浙江嘉興314033）

新安裝110 kV變壓器繞組介損值偏大的原因分析

夏強(qiáng)峰，屠曄煒，蔣政，袁均祥，周詠檳

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司嘉興供電公司，浙江嘉興314033）

簡(jiǎn)單介紹了變壓器繞組介損測(cè)試原理，針對(duì)3臺(tái)新安裝的110 kV變壓器繞組介損的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比出廠數(shù)據(jù)偏大130%的情況進(jìn)行了對(duì)比分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，分析了可能引起介損值略偏大的原因，提出了具體判定建議，變壓器投運(yùn)后的運(yùn)行情況表明判斷合理有效。

變壓器；介損；絕緣；缺陷；試驗(yàn)

隨著電網(wǎng)電氣設(shè)備技術(shù)監(jiān)督關(guān)口前移工作的開(kāi)展，對(duì)入網(wǎng)設(shè)備的質(zhì)量、絕緣等監(jiān)督顯得尤為重要。在基建工程中對(duì)3臺(tái)110 kV變壓器本體繞組進(jìn)行了介損交接試驗(yàn)，介損實(shí)測(cè)值折算至同一溫度時(shí)，均大于出廠值的130%。針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了分析，力求找出變壓器繞組介損值偏大的原因，以便指導(dǎo)改進(jìn)變壓器安裝施工工藝方法，及時(shí)地消除設(shè)備質(zhì)量缺欠，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 變壓器本體介損現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)原理

介損是反映絕緣介質(zhì)損耗程度的特征量[1]，僅取決于材料的特性而與材料尺寸、形狀無(wú)關(guān)，能反映絕緣介質(zhì)的絕緣狀態(tài)，對(duì)反映小體積設(shè)備的絕緣老化或整體受潮等分布性缺陷特別靈敏，而反映大型設(shè)備的局部缺陷的靈敏度有所下降，但對(duì)其整體分布性缺陷依然有較好的效果，某些缺陷還可給出間接指示。因此，介損測(cè)試對(duì)判斷變壓器絕緣有積極意義，是變壓器交接試驗(yàn)的重要項(xiàng)目之一[2]。

110 kV兩繞組變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)，如圖1所示[3]。由圖1可以看出，變壓器繞組絕緣介損可以看成是油和支撐繞組的紙板兩部分絕緣介質(zhì)串聯(lián)組成的介損，即：

式中：tanδ為變壓器繞組絕緣介損；tanδp為絕緣紙的介損；tanδ0為絕緣油的介損；Kp，K0分別為紙和油的介損折算系數(shù)，取決于絕緣的幾何尺寸和介電系數(shù)，對(duì)于110～500 kV變壓器，通常KP≈K0≈0.5。

又由于相同溫度下的油介損tanδ0可通過(guò)測(cè)量得到，因此有：

圖1 110 kV兩繞組變壓器絕緣結(jié)構(gòu)

該式表明了繞組絕緣介損與絕緣紙板介損的關(guān)系，測(cè)量繞組絕緣介損可間接反映繞組絕緣紙板的含水量，以便及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)繞組紙板絕緣受潮情況作出判斷[4]。

設(shè)C1為低壓繞組對(duì)地電容值，C2為低壓繞組對(duì)高壓繞組的電容值，C3為高壓繞組對(duì)地電容值，110 kV兩繞組變壓器的等值電容如圖2所示。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)接線(xiàn)如圖3所示。測(cè)量采用AI-6000L型全自動(dòng)介損測(cè)試儀器，變壓器繞組介損測(cè)試采用反接線(xiàn)方式，即將儀器高壓線(xiàn)接到被試?yán)@組端（三相短路加壓），非被測(cè)繞組短接接地，鐵芯、夾件接地，屏蔽接到被測(cè)繞組套管屏蔽端（無(wú)屏蔽試品屏蔽懸空）[5]。

圖2 110 kV兩繞組變壓器等值電容

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果及其分析

2.1 3臺(tái)110 kV變壓器介損測(cè)試值

分別對(duì)110 kV金龍、隆興和楊廟變電站的3臺(tái)主變壓器（簡(jiǎn)稱(chēng)主變）進(jìn)行了介損交接試驗(yàn)，試驗(yàn)情況如表1—3所示，表中∑表示為非被測(cè)繞組及地，Cx為被測(cè)試品電容值。

（1）金龍變2號(hào)主變，出廠日期為2012年9月，型號(hào)為SZ11-50000/110，廠家為正泰電氣股份有限公司。安裝時(shí)間為2012年10月9日，試驗(yàn)時(shí)間為2012年10月18日，交接測(cè)試油溫為17.5℃，出廠測(cè)試油溫為36.5℃。

（2）隆興變2號(hào)主變，出廠日期為2012年9月，型號(hào)為SZ11-50000/110，廠家為正泰電氣股份有限公司。安裝時(shí)間為2012年10年16日，試驗(yàn)時(shí)間為2012年10月26日，交接測(cè)試油溫為26.0℃，出廠測(cè)試油溫為31.0℃。

（3）楊廟變2號(hào)主變，出廠日期為2012年9月，型號(hào)為SZ11-50000/110，廠家為錢(qián)江電氣集團(tuán)。安裝時(shí)間為2012年10月15日，試驗(yàn)時(shí)間為2012年10月20日，交接測(cè)試油溫為22.0℃，出廠測(cè)試油溫為31.0℃，

圖3 測(cè)量110 kV雙繞組變壓器的tanδ的接線(xiàn)

表1 金龍變2號(hào)主變繞組tanδ現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試值

表2 隆興變2號(hào)主變繞組tanδ現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試值

表3 楊廟變2號(hào)主變繞組tanδ現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試值

由表1—3中數(shù)據(jù)看以看出，3臺(tái)變壓器電容量的出廠值和實(shí)測(cè)值均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，出廠時(shí)的繞組介損測(cè)試溫度均大于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試溫度，出廠介損值均小于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值。依據(jù)公式（3）與（4）將各臺(tái)變壓器繞組介損實(shí)測(cè)值轉(zhuǎn)換至同一溫度，如表4所示。其中A，B，C分別表示金龍變2號(hào)主變、隆興變2號(hào)主變和楊廟變2號(hào)主變。

表4 各主變繞組換算至20℃的tanδ值

由表4可以看出，出廠繞組介損值和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值換算值同一溫度（20℃）時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值全部大于出廠值130%，依據(jù)GB 50150-2006[6]等標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求可初步認(rèn)為變壓器繞組介損不合格。查閱3個(gè)工程相關(guān)交接試驗(yàn)原始記錄可知，3臺(tái)主變套管介損實(shí)測(cè)值均符合GB 50150-2006等標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，因此可以排除套管問(wèn)題引起變壓器繞組介損偏大的可能。

同時(shí)，在對(duì)變壓器繞組介損進(jìn)行判斷分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，變壓器繞組介損值上限的判斷各標(biāo)準(zhǔn)存在一定的爭(zhēng)議。標(biāo)準(zhǔn)GB 50150-2006中關(guān)于變壓器的補(bǔ)充說(shuō)明中，規(guī)定35～220 kV變壓器繞組介損值不大于1.5%（20℃）為合格；DL/T 596-1996預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程要求，66～220 kV主變繞組介損值規(guī)定不應(yīng)大于0.8%（20℃）為合格；Q/GDW-11-120-2007狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定，220 kV及以下變壓器繞組的介損（20℃）不大于0.8%，檢修周期為4.5年。由此可以看出（以20℃的值為例），各標(biāo)準(zhǔn)有明顯差異。若新安裝變壓器執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為交接標(biāo)準(zhǔn)，繞組介損值以1.5%的上限值進(jìn)行判斷，有可能造成投產(chǎn)前的變壓器繞組介損值已經(jīng)大于運(yùn)行時(shí)介損控制值0.8%，建議對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)變壓器繞組介損值的上限進(jìn)行必要的說(shuō)明。

2.2介損實(shí)測(cè)值偏大的分析

（1）變壓器現(xiàn)場(chǎng)吊罩檢查過(guò)程中，繞組容易受潮。建議主變吊罩應(yīng)選擇干燥、晴朗天氣，避免繞組長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中而受潮。應(yīng)優(yōu)化變壓器現(xiàn)場(chǎng)吊罩過(guò)程工序，縮短繞組暴露時(shí)間，減少受潮可能性，保證變壓器處于干燥狀態(tài)。由于上述3臺(tái)變壓器為現(xiàn)場(chǎng)免吊罩型變壓器，都未進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吊罩檢查，故可排除此原因引起介損值偏大。

（2）在進(jìn)行變壓器注油前抽真空時(shí)，應(yīng)特別注意保持變壓器繞組干燥；在進(jìn)行真空注油時(shí)，應(yīng)選擇天氣良好的情況進(jìn)行，同時(shí)注意對(duì)油溫和流速進(jìn)行控制，并保證足夠溫度和時(shí)間，以保證注入過(guò)程中變壓器油充分干燥，排除注油過(guò)程中滲入微量水份而引起繞組介損偏大的因素，確保變壓器的自身干燥水平[7]。仔細(xì)檢查這3臺(tái)變壓器安裝施工工藝過(guò)程：變壓器用絕緣油各項(xiàng)試驗(yàn)均合格；安裝過(guò)程中依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行真空注油安裝，故此原因也基本可以排除，但不排除安裝時(shí)存在執(zhí)行不到位的情況導(dǎo)致變壓器繞組介損值偏大。

（3）為排除介損測(cè)試中各種干擾因素的影響，在介損測(cè)試前應(yīng)盡可能去除變壓器套管表面臟污，或加屏蔽環(huán)減少套管表面泄漏電流的影響，但在空氣濕度較大時(shí)，不宜采用加屏蔽環(huán)的措施，不然會(huì)改變測(cè)量端的電場(chǎng)分布，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。由于變壓器本身的電容量較大，雜散電容對(duì)介損測(cè)試的影響相對(duì)小電容量設(shè)備的影響小很多，但現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)仍需采取了合適的抗干擾措施減小雜散電容和氣候因素的影響，把介損測(cè)試干擾因素降低到最小。

由以上分析可知，3臺(tái)新安裝變壓器繞組介損現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值偏大可能是測(cè)試時(shí)周?chē)h(huán)境因素及雜散電容干擾引起的，或可能是由于真空注油過(guò)程中工藝程序執(zhí)行不到位，特別注油時(shí)油溫和流速控制不合理引起的，故應(yīng)加強(qiáng)變壓器安裝過(guò)程的監(jiān)督，確保每項(xiàng)安裝工藝均達(dá)到相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)，保障變壓器安裝質(zhì)量。

對(duì)這3臺(tái)接近同時(shí)期安裝的變壓器繞組介損測(cè)試值進(jìn)行相互比較分析，結(jié)果如表5所示。由表5可以看出，同時(shí)期安裝的3臺(tái)變壓器，雖安裝周?chē)h(huán)境有所不同，但其同一繞組介損值相互比較，出廠值和交接實(shí)測(cè)值均未相差不超過(guò)30%。由于出廠測(cè)試環(huán)境相對(duì)較優(yōu)越，變壓器已經(jīng)經(jīng)過(guò)烘干處理程序，自身干燥水平比較高，因此測(cè)試干擾因素少。而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境復(fù)雜，且變壓器一般已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸，在運(yùn)輸過(guò)程中繞組紙板受潮因素較多。安裝現(xiàn)場(chǎng)周?chē)姎庠O(shè)備較多，雜散電容的影響極可能超過(guò)出廠環(huán)境，現(xiàn)場(chǎng)空氣濕度一般較出廠環(huán)境大，因此繞組現(xiàn)場(chǎng)介損測(cè)試值均大于出廠介損測(cè)試值的概率高。

雖然這3臺(tái)變壓器均出現(xiàn)了介損測(cè)試值已經(jīng)超過(guò)出廠值130%的情況，但每臺(tái)變壓器繞組介損現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值與同時(shí)期、同類(lèi)型設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果相互比較，相差不大，全部未超30%。其介損量值也較小，不到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定介損值極限值1/6，而其同類(lèi)型測(cè)量值相互比較，最大值與最小值相比未均超過(guò)30%，可基本判斷此新安裝的變壓器繞組介損測(cè)試值合格。這3臺(tái)變壓器投運(yùn)后的運(yùn)行已表明，當(dāng)時(shí)的判斷合理。

表5 3臺(tái)變壓器高、低壓繞組介損值相互比較

3 結(jié)論與建議

（1）變壓器繞組介損現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與出廠測(cè)試條件無(wú)法比擬，測(cè)試結(jié)果有偏差的概率較大，甚至大于出廠值的130%，主要原因有：主變吊罩引起繞組受潮；真空注油溫度和流速控制不當(dāng)導(dǎo)致變壓器不能充分干燥；測(cè)試時(shí)環(huán)境氣候因素的干擾等。

（2）在詳細(xì)分析各類(lèi)引起變壓器繞組介損偏大的可能性后仍未發(fā)現(xiàn)原因，且介損實(shí)測(cè)值遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定變壓器繞組介損推薦極限值，雖繞組介損值超過(guò)出廠值的30%，但與同時(shí)期、同類(lèi)型設(shè)備相比未超過(guò)30%的，仍可初步判斷變壓器繞組介損合格。

（3）對(duì)于220 kV及以下變壓器繞組介損值的極限值各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不同，易引起判斷矛盾，建議以最嚴(yán)格的要求修改相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。

（4）在變壓器繞組介損測(cè)試前，應(yīng)先進(jìn)行套管介損測(cè)試，再進(jìn)行變壓器本體介損測(cè)試，及時(shí)排除套管介損不合格及其他質(zhì)量缺陷對(duì)變壓器本體介損測(cè)試的影響。

[1]楊殿成.大型變壓器繞組介損因數(shù)測(cè)量探討[J].電工技術(shù)，2012（4）∶17-18.

[2]陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法及診斷技術(shù)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[3]劉長(zhǎng)明.某220 kV主變壓器介損超標(biāo)原因分析及處理[J].高電壓技術(shù)，2007，3（33）∶178-185.

[4]姜學(xué)彥，顧克拉，董雪松.220 kV主變本體介損異常的處理[J].變壓器，2004，2（41）∶35-37.

[5]黃寶新，黃英曉.一例變壓器介損問(wèn)題的分析和處理[J].電氣制造，2009（11）∶48-51.

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[8]DL/T 596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：中國(guó)電力出版社，1996.

[9]Q/GDW-11-120-2007輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：中國(guó)電力出版社，2007.

（本文編輯：楊勇）

下期要目

●含混合能源的并網(wǎng)型微網(wǎng)優(yōu)化配置

●基于空間負(fù)荷預(yù)測(cè)的電動(dòng)汽車(chē)有序充電方法研究

●諧波諧振的模態(tài)分析法及其應(yīng)用

●考慮分布式光伏電源影響的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法研究

●隔離開(kāi)關(guān)多次重燃的VFTO計(jì)算模型

●移動(dòng)電極電除塵器清灰刷失效試驗(yàn)方法及裝置設(shè)計(jì)

●汽輪機(jī)主汽閥裂紋原因分析及修復(fù)

●超臨界機(jī)組無(wú)除氧器回?zé)嵯到y(tǒng)探討

●發(fā)電廠鍋爐減溫器缺陷分析及預(yù)測(cè)措施

●實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)新平臺(tái)數(shù)據(jù)的接入方法

Cause Analysis on Overlarge Dielectric Loss of the winding of Newly-installed 110 kV Transformer

XIA Qiangfeng，TU Yewei，JIANG Zheng，YUAN Junxiang，ZHOU Yongbin
（State Grid Jiaxing Power Supply Company，Jiaxing Zhejiang 314033，China）

The paper briefly introduces dielectric test philosophy of transformer winding.Aiming at the field measured dielectric loss of windings of three newly-installed 110 kV transformers is 130 percent larger than the default data，the paper analyzes the causes for overlarge dielectric loss by comparative analysis and combing the experience in field test.In addition，the paper puts forward specific suggestions for judgment. The operating condition of the transformer shows that the judgment is reasonable and effective.

transformer；dielectric loss；insulation；defect；test

TM406

：B

：1007-1881（2014）01-0005-04

2013-05-06

夏強(qiáng)峰（1984-），男，浙江海寧人，工程師，從事電氣設(shè)備高壓試驗(yàn)和電網(wǎng)金屬監(jiān)督工作。