电气装置

专业干货变压器绕组电容量变化的原因分析

发布时间:2022/11/8 9:01:17   

变压器绕组电容量C=εS/4Лkd,其中ε是电极板间介质的介电常数,S是电容极板正对面积,d为电容极板距离,其余为常数。

变压器绕组电容量与绕组结构尺寸、相对位置、绝缘介质等密切相关,体现了各绕组间、绕组对铁心、绕组对箱体及地的相对位置,以及自身的结构特点。变压器出厂后,各绕组间的结构和相对位置是不会变化的,内部绝缘油也是处于与外部隔绝的状态,在油微水等油质化验合格的情况下,即使有温度、湿度的影响,也可认为绝缘介质基本不变,即ε不变。如果绕组电容量发生变化,则反映了两种故障可能性,其一是并联的电容数量发生改变,其二是并联的电容数量未发生改变,但电容数值发生了改变,公式中S和d发生变化,即导电体间相对位置发生了变化,绕组发生了变形。

变压器绕组间的电容是一个分布参数,对严重的变形和绕组的整体窜动,灵敏度较高,而对局部鼓包、扭曲等故障表现为灵敏度差,但是如果绕组间电容量发生了明显变化,往往意味着绕组发生了整体位移或较为严重的局部变形。

出于固定电位的考虑,变压器内部会有一些导电体,如各种屏蔽装置、套管、均压环等,必须用等电位连接线进行电位固定,防止电位悬浮。这些等电位线及其所连接的导电体,共同构成了绕组、铁心的并联电容。变压器在制造厂内组装和现场安装过程中,有可能出现连接线固定不牢靠的问题,在运输、安装和运行中发生连接线松脱现象。连接线发生脱落,并联电容可能会形成悬浮电容,改变了绕组的电容量,并有可能发生悬浮放电,引起油中色谱异常。

综上所述,变压器绕组电容量变化体现了各导电体的连接情况和各绕组间相对位置的变化,通过比较电容量变化可以发现变压器内部状态的异常变化和变压器绕组变形的程度,是一个十分重要的试验数据。

由于《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》等规程均未对变压器绕组电容量测试数据作明确要求,绕组电容量的试验数据也不作为判断变压器是否合格的衡量指标,往往忽视绕组电容量的试验数据。作为绕组介损测试的附带数据,现场试验人员一般不会对绕组电容量的历史数据进行比较,错失绕组电容量变化所反映出的内部故障信息。

以三绕组变压器的高压绕组为例,其内部绕组主要存在6个电容,分别为C1、C2、C3、C12、C13、C23,而对于变压器绕组电容量的现场测试方法,一般是测量被试绕组对其它绕组和地之间的绝缘,高压绕组加压,中、低压绕组接地,测量的电容C=C1+C12+C13,如果发现数据异常变化,应灵活运用正接法、反接法和屏蔽法进行电容测量,列出方程式组计算6个电容的数值,并据此分析判断故障的部位和性质。

1)遭受过出口短路的变压器,若绕组电容量变化很大,说明绕组已经变形;没有遭受过短路冲击的变压器,一般情况下,绕组的电容量变化较小,但应注意,如果与之相邻的绕组发生了变形,引起绕组间相对位置发生了变化,从而使该绕组的电容量也会发生明显变化。

2)如果变压器绕组电容量的变化超过15%,变压器绕组变形可能已经比较严重,应立即做绕组变形测试、局放试验,以确定该变压器是否可以继续运行。

3)如果变压器绕组电容量变化在5%-15%之间,则绕组有可能已经发生中度变形,应安排绕组变形测试,并要采取相应的措施,防止变压器再次遭受出口短路故障。一般情况下,中度变形的变压器,无法耐受住下一次出口短路的冲击。

4)如果变压器绕组的电容变化量在5%以下,一般表明该变压器绕组变形不明显。

因此,变压器绕组的电容量是一个容易被忽视的试验数据,但是同时又是一个十分重要的数据,可以有效地反映出变压器内部各等电位体连接是否良好,各绕组间相对位置是否发生变化(绕组变形),因此高压试验人员在绕组介损试验后认真分析绕组电容量的试验数据,与历史记录进行比较,如有异常变化,应增加相应的试验项目,如绕组变形试验等,并进行综合分析判断。



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