Исследование случая --- Обнаружение неисправностей трансформатора с помощью тестирования сопротивления обмотки постоянным током

Путём прямого измерения сопротивления можно проверить качество сварки или соединения выводов трансформатора, наличие межвиткового замыкания или обрыва в обмотке, а также исправность контактов переключателя ответвлений.

Случай 1: Трансформатор 16000 кВА, 6,3 кВ. До устранения неисправности коэффициент несимметрии по сопротивлениям постоянному току трёх фаз обмотки низкого напряжения составлял 2,82%. После разделения обмоток вторичной стороны и измерения их сопротивлений постоянному току отдельно, было обнаружено, что сопротивление фазы B на 7,8% больше, чем у фаз A и C. При осмотре выявлен плохой контакт в месте сварки выводного провода обмотки фазы B: один из трёх плоских медных проводов оборван, а 7-8 слоёв белой тканевой изоляционной ленты обгорели и почернели. После повторной обработки сопротивление постоянному току пришло в норму, а коэффициент трёхфазной несимметрии снизился до 0,005%.

Случай 2: Трансформатор 31500 кВ, 10 кВ. Коэффициент несимметрии по сопротивлениям постоянному току на заводе составлял 3,6%, перед вводом в эксплуатацию — 2,5%, а при предпусковых испытаниях — 2,7%. После внезапного короткого замыкания измеренный коэффициент несимметрии составил 3%. После 5 циклов включения под нагрузку измеренный коэффициент несимметрии по сопротивлениям постоянному току достиг 42,8%. При осмотре обнаружено:

1) Межвитковое замыкание на 2-м витке в нижнем выводе катушки фазы A ветви 1 низкого напряжения, где изоляция и прокладки обгорели.

2) Осевое и радиальное смещение обмотки в месте короткого замыкания составило около 20 мм.

Случай 3: Трансформатор 120000 кВА, 220 кВ, находящийся в эксплуатации 25 лет. В 1991 году было обнаружено аномальное сопротивление постоянному току, коэффициент несимметрии достиг 4,2%.

При измерении переходного сопротивления в соединении на выводном конце обмотки низкого напряжения обнаружено, что на выводах фаз B и C оно увеличилось с 10 мкОм до 300 мкОм. Осмотр показал, что гайка и винт на двух соединителях выводных проводов обмотки низкого напряжения фаз B и C оплавлены. На гайках и шайбах видны следы обгорания и точки оплавления.

Случай 4: Трансформатор 2000 кВА, 63 кВ. Результаты испытаний сопротивления постоянному току показали, что на отпайке 9 отклонение сопротивления составляет 9,8%. При осмотре обнаружено: недостаточное давление пружины переключателя ответвлений под нагрузкой, плохо затянутые винты, механический переключатель не дошёл до нужного положения. Полярностный переключатель имеет ненадёжный контакт с общей точкой K, на контактах видны следы дугового обгорания. После устранения неисправностей сопротивление постоянному току выровнялось.

Случай 5: Трансформатор SFPSL-120000/220, находящийся в эксплуатации 18 лет, все предыдущие результаты испытаний, включая сопротивление постоянному току, были в норме. После аварии с поверхностным перекрытием ТТ на стороне 110 кВ, трансформатор отключился и воспламенился. При анализе результатов испытаний сопротивления постоянному току было обнаружено, что коэффициент несимметрии по сопротивлениям фаз соответствовал требованиям полных нормативов. В результатах испытаний за полгода до аварии, хотя трёхфазное сопротивление постоянному току на стороне среднего напряжения было сбалансировано, оно отличалось от значений предыдущих лет при той же температуре. По сравнению со средним испытательным значением, сопротивление каждой фазы увеличилось примерно на 8,15% (на сторонах высокого и низкого напряжения увеличение не превышало 2%), что указывало на дефект плохого контакта в нейтральном вводе на стороне среднего напряжения. Однако после испытаний анализ не был проведён, в нормальном режиме эксплуатации через это место не проходил ток, и хроматограмма не могла отразить дефект до момента аварии.

Случай 6: Трансформатор 120 МВА, 220 кВ внезапно отключается при срабатывании защит от перегрузки и дифференциальной защиты, производится закачка масла, хроматографический анализ масла показывает дуговой разряд с признаками повреждения твёрдой изоляции. Постоянное сопротивление высоковольтной обмотки по трём фазам неуравновешено, фаза A примерно на 12% больше, чем фазы B и C. При вскрытии бака трансформатора обнаружено, что в катушке высокого напряжения I фазы A произошло межвитковое замыкание на 5-м сегменте сверху вниз, и провод перегорел. Почему после перегорания при межвитковом замыкании сопротивление обмотки увеличилось всего на 12%? Это определяется конструкцией обмотки. Обмотка трансформатора имеет структуру высокий-низкий-высокий, то есть внешний слой составляет катушка высокого напряжения I, средний — низковольтная катушка, а внутренний — катушка высокого напряжения II. Катушки высокого напряжения I и II соединены последовательно, образуя высоковольтную обмотку вместе, а затем последовательно с высоким напряжением II.

Количество витков A1O1 или A2O2 одинаково и составляет примерно 1/4 от количества витков AO1.

Предполагается, что сопротивление каждого сегмента имеет следующее соотношение:

RAO1=RAO2=4RA2O2=2RO1O=4RAA1/3

В нормальных условиях:

R (ВН)=RO1O+RAO1/2=RAO1

После перегорания A1O1 при аварии

R (ВН)=RO1O+RAA1/2+RA2O2

То есть сопротивление высоковольтной обмотки после аварии примерно на 12,5% больше, чем в нормальных условиях.

Аналогично можно увидеть, что при межвитковом замыкании в высоковольтной катушке I, если провод перегорает, сопротивление высоковольтной обмотки увеличится примерно на 27%. Для обычных трансформаторов со структурой высокий-низкий, при перегорании провода при межвитковом замыкании в области высокого напряжения с большей площадью, сопротивление высоковольтной обмотки увеличивается примерно на 80%. Согласно приведённому опыту и расчётам, по изменению сопротивления можно приблизительно определить интервал повреждения. Конечно, бывают и очень редкие случаи, когда после межвиткового замыкания провода перегорают не полностью, и постоянное сопротивление катушки существенно не меняется.

Связанные статьи:

Самая полная коллекция векторных групп трансформаторов с диаграммами соединения обмоток
Насколько важно постоянное сопротивление обмотки трансформатора?
Топ-6 тестеров сопротивления обмоток трансформаторов в мире (включая цены)
Как следует по-разному проверять сопротивление обмоток на ТТ и ТН?
В чём разница между постоянным сопротивлением и сопротивлением изоляции и как их проверять?
8 советов по повышению точности измерения постоянного сопротивления
Почему измеренное сопротивление обмотки всегда неточно? Возможно, вы упустили эти 6 ключевых моментов

Тестеры сопротивления обмоток постоянного тока серии Kingrun

Компания Kingrun Transformer Instrument Co.,Ltd.

Другие тестеры для трансформаторов от Kingrun