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一种双电压变压器的故障分析

2012-10-21匡华明赵成山

中国设备工程 2012年11期
关键词:匝数相电流接线

匡华明,熊 明,赵成山

(1.胜利油田河口采油厂,山东 东营 257200;2.胜利油田鲁明公司,山东 东营 257200)

因胜利油田河口采油厂油区范围较广,既有6kV的配电线路,也有10kV的配电线路,为满足生产需要,减少重复投资,一种满足6kV和10kV电压两用的配电变压器在河田采油厂逐步大面积推广使用。虽然便利性很高,但也出现过一种异常现象。

一、故障现象

义深3-4油井采用的一台S11-M-100/6-10的双电压变压器挂接在10kV配电线路上,并一直工作正常。因需要将这台变压器转移至6kV配电线路的义3-6-6油井,但投运后发现电动机声音异常,像是电源缺相。

二、故障处理

(1)用万用表测试各相低压侧电压都正常,测试电动机三相电流发现严重不平衡,一相电流只有2~3A,而其他两相都是22A、23A左右。

(2)测试变压器绝缘正常,测试绕组直阻,低压侧正常,10kV档高压侧绕组直阻正常,6kV档高压侧绕组直阻出现三相严重不平衡:RAC=20.30Ω,RAB=10.12Ω,RBC=10.16Ω。分析三个数据,可以看出RAC=RAB+RBC(有微小的测量误差)。

(3)更换变压器后电动机异响消失,对故障变压器进行吊芯检查后发现,C相线圈在抽头Z'、Z之间出现了断线情况,看断头迹象是烧断的。

三、故障原因分析

(1)双电压配电变压器的工作原理。

这种双电压配电变压器应用于10kV电力系统上,接线方式是Yyn0,高压绕组采用Y联结(见图1)。

当变压器应用到6kV电力系统时,接线方式改为Dyn11,高压绕组采用D联结(见图2)。由于高压绕组由Y联结改为D联结,为使低压输出电压400V不变,此时的高压绕组需增加相应的匝数予以补偿(见图2)。

图1 高压Y联结(10kV)

图2 高压D联结(6kV)

(2)双电压配电变压器的接线原理。

图3为变压器的Y-D转换接线原理图,通过分接开关(I)实现调压,通过转换开关(II)实现Y-D转换。调压的过程为:当分接开关在1档时,接通1、2,此时高压绕组的所有线圈匝数全部用上;当分接开关调到2档时,2、3接通,1、3之间的线圈被短接;当分接开关调到3档时,3、4接通,此时用到的线圈匝数最少,从而实现变压器调压。转换过程为:接10kV电压时,转换开关(II)在10kV档,三相线圈接成“Y”;接6kV电压时,转换开关(II)在6kV档,三相线圈接成“△”,并增加相应的匝数予以补偿,保证了二次侧电压都是400V。

(3)故障原因分析。

因C相线圈在抽头Z'、Z之间出现了断线情况(图3中标记“”处),当变压器工作在10kV电力系统时,高压绕组采用Y联结,Z'、Z之间的线圈并不投入使用,因此变压器在10kV档时工作正常。当变压器工作在6kV电力系统时,高压绕组采用D联结,故障点所在的补偿线圈Z'、Z投入使用,造成了故障现象的发生。由于断头是在线圈的内层,烧断的线头又与外层漆包线出现了接触,即Z'、Z之间仍然有联系,但是这种接触不是十分良好,因此就造成了低压侧测量电压正常,但电动机三相电流严重不平衡,因缺相运行而发出异响的现象。

图3 Y—D转换接线原理图

四、结论

双电压配电变压器能满足6kV和10kV两种电压转换的使用要求,是企业减少重复投资的一种理想产品。这种变压器在不同电压等级下的绕组联结方式存在着不同,在故障处理过程中,只要分清绕组联结原理,便能快速发现故障原因。

[1]宋国福,鲁拉拉.6kV~10kV两用配电变压器的设计[J].变压器,2006,(4).

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