CN114242442B - 一种变压器自粘组合导线线圈的股间短路故障修复方法 - Google Patents

一种变压器自粘组合导线线圈的股间短路故障修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大型电力变压器自粘组合导线线圈的股间短路故障修复方法，适用于大型电力变压器组合导线线圈，属于变压器维修技术领域。技术方案是：利用绕线模、楔形打板和垫块等工装工具以及高频焊接方式能够快速修复组合扁线线圈的短路故障，保证线饼的轴向、辐向紧实度，保证线圈的垂直度，同时提供了短路故障修复后的检测方法，确保修复后的线圈质量。通过本方法能够快速修复组合扁线线圈的短路故障，可以避免更换线圈，在保证线圈质量的同时大幅度降低维修成本。

Description

一种变压器自粘组合导线线圈的股间短路故障修复方法
技术领域
本发明涉及一种大型电力变压器自粘组合导线线圈的股间短路故障修复方法，适用于大型电力变压器组合导线线圈，属于变压器维修技术领域。
背景技术
大型电力变压器特别是高端换流变压器，其高压线圈越来越多的在采用多根自粘组合扁线并绕形式，在生产过程中受导线制作工艺及线圈制作工艺的限制，股间短路的情况时有发生，在运行时对变压器危害极大。
采用多根自粘组合扁线并绕形式绕制的线圈，若发生股间短路故障，因导线自粘后硬度高，内部组合线分开困难，给短路故障修复工作带来极大困难，同时在修复过程中容易导致线圈产生垂直度超差等其他问题，由于大型电力变压器线圈制作成本较高，若更换变压器线圈将产生巨大经济损失，且重新绕制线圈会延长变压器生产周期，延误产品最终交货期。如何准确查找具体的线圈股间短路点，本申请人的发明专利申请2019111821546名称为“一种测量大型变压器绕组线圈短路点的方法”已解决了寻找具体短路点问题，但是，如何进行快速修复短路故障、避免更换线圈、保证线圈质量的同时降低维修成本一直是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型电力变压器自粘组合导线线圈的股间短路故障修复方法，能够快速修复组合扁线线圈的短路故障，保证线饼的轴向、辐向紧实度，保证线圈的垂直度，同时提供了短路故障修复后的检测方法，确保修复后的线圈质量，可以避免更换线圈，在保证线圈质量的同时大幅度降低维修成本，解决已有技术存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是：
一种大型电力变压器自粘组合导线线圈的股间短路故障修复方法，包含如下步骤：
①首先通过测量计算确定具体的短路点位置，位于从外径侧向内数第X段第Y匝；并验证确认；
②将已找到短路点的B1线圈回套至绕线模，将模具撑紧；将a、b、c号导线在第X段第Y匝（从外径侧向内数）内断开，并取出外部导线，a、b、c号导线断点位置沿圆周方向均匀分布，断点应处于撑条间隔内；然后在取出导线的线饼处填充垫块，补齐拆除的导线及油隙垫块高度；
③将正常未使用同规格三轴导线吊运至放线架，并使用电阻表进行短路测试，确认无问题后做为延长线使用；将B1线圈第X段内a、b、c号导线断点取出，使用高频对焊与延长线焊接；导线对焊焊接完毕，进行打磨；
④导线焊接后，进行绝缘包扎：内径侧导线焊接后使用皱纹纸半叠三层，包至第三层时放入两片纸板，在焊点处搭接15mm，用于保护焊点，使用第三层皱纹纸锁紧；靠近线圈已自粘原线一端，使用纸板插到组合导线分开的两股根部，防止因根部漆膜破损再次出现短路故障；外径侧导线焊接完成后，使用皱纹纸半叠统包七层；
⑤第X段内部导线焊接完毕后，使用电阻表测量所有导线电阻，确认无短路后再绕制线圈；
⑥导线每绕制两匝拉紧一次，到最外径侧一匝线饼拉紧后，使用绝缘纸带将线饼绑扎牢固，导线外换位前三个间隔连续绑扎，其他位置圆周方向均匀绑扎三处；使用电阻表进行短路测试，确认无问题后在相应导线外换位处进行断线；
⑦焊接第X段外径侧三处a、b、c号线断点外换位，高频对焊焊接；绝缘包扎方法同步骤④；每处换位绝缘包扎完毕后均使用电阻表进行短路测试，确保修复质量；
⑧所有修复工作完成后，按照正常线圈要求重新进行直阻测量，确保焊接质量。
修复后使用线圈压紧用的压盘压一次，确保线圈轴向紧实，然后再转下一工序。
所述验证确认短路点，在短路点处将a、b、c号导线外换位处断开，在X-2段线饼间油道位置圆周方向打入8-10个楔形的打板，将a、b、c号导线沿圆周方向取出放置在打板上，边取出导线，边添加垫块，防止导线取出后上部线饼局部塌陷，打入打板时注意打板应插入在垫块间，如打板与线饼接触必须在楔形的打板与线饼间垫防护纸板，防止硌伤导线；a号导线每取出半匝后截断一次，截断后将线圈上剩余导线端头分开并测量短路情况，以此验证确定故障点位置是否正确；最后确定在截断至X段第Y匝（从外径侧向内数）附近处，找到短路点。
本发明方法修复单个线饼内组合导线股间短路故障用时短，只需要两个班次，并从多个环节多个角度保证线圈修复质量：按一定顺序使用楔形打板配合填充垫块可顺利取出故障导线，线圈回套绕线模可有效保证线圈垂直度、内径等，每绕制两匝拉紧一次及绑扎可有效保证修复线饼的紧实度，纸板对焊点以及自粘线根部的防护可有效避免焊接位置再次发生短路故障，多次使用绝缘电阻表测试短路可有效保证已修复线匝再无故障，高频对焊技术可有效保证导线焊接质量，直阻测量能够再次验证焊接质量。
本发明的有益效果是：能够快速修复组合扁线线圈的短路故障，保证线饼的轴向、辐向紧实度，保证线圈的垂直度，同时提供了短路故障修复后的检测方法，确保修复后的线圈质量，可以避免更换线圈，在保证线圈质量的同时大幅度降低维修成本。
附图说明
图1是本发明实施例B线圈组合导线结构示意图；
图中：B为导线外形宽度尺寸，H为导线外形高度尺寸，实施例中H=12.57mm,iC为导线绝缘厚度，iE为绝缘漆膜厚度，iEp为自粘漆膜厚度，h为内部铜扁线高度尺寸，b为内部铜扁线宽度尺寸；
图2是本发明实施例导线短路故障点示意图；
图3是本发明实施例B线圈(高压绕组)换位图；
图中a、b、c为三根导线的线号；图中左侧蓝色框内数字为线段号，如数字94为第94段线饼；图中右侧蓝色框内数字为每段线饼内导线根数，如23/22为该段线饼内导线最多位置为23根，最少导线位置为22根；
图4是本发明实施例股间短路修复过程示意图；
图5是本发明实施例导线焊接后效果图；
图6是本发明实施例压盘压紧线圈示意图；
图7是本发明实施例股间电路故障修复后线圈整体效果图；
图8是本发明实施例整个短路故障修复的流程图。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
一种大型电力变压器自粘组合导线线圈的股间短路故障修复方法，包含如下步骤：
①首先通过测量计算确定具体的短路点位置，位于从外径侧向内数第X段第Y匝；并验证确认；
②将已找到短路点的B1线圈回套至绕线模，将模具撑紧；将a、b、c号导线在第X段第Y匝（从外径侧向内数）内断开，并取出外部导线，a、b、c号导线断点位置沿圆周方向均匀分布，断点应处于撑条间隔内；然后在取出导线的线饼处填充垫块，补齐拆除的导线及油隙垫块高度；
③将正常未使用同规格三轴导线吊运至放线架，并使用电阻表进行短路测试，确认无问题后做为延长线使用；将B1线圈第X段内a、b、c号导线断点取出，使用高频对焊与延长线焊接；导线对焊焊接完毕，进行打磨；
④导线焊接后，进行绝缘包扎：内径侧导线焊接后使用皱纹纸半叠三层，包至第三层时放入两片纸板，在焊点处搭接15mm，用于保护焊点，使用第三层皱纹纸锁紧；靠近线圈已自粘原线一端，使用纸板插到组合导线分开的两股根部，防止因根部漆膜破损再次出现短路故障；外径侧导线焊接完成后，使用皱纹纸半叠统包七层；
⑤第X段内部导线焊接完毕后，使用电阻表测量所有导线电阻，确认无短路后再绕制线圈；
⑥导线每绕制两匝拉紧一次，到最外径侧一匝线饼拉紧后，使用绝缘纸带将线饼绑扎牢固，导线外换位前三个间隔连续绑扎，其他位置圆周方向均匀绑扎三处；使用电阻表进行短路测试，确认无问题后在相应导线外换位处进行断线；
⑦焊接第X段外径侧三处a、b、c号线断点外换位，高频对焊焊接；绝缘包扎方法同步骤④；每处换位绝缘包扎完毕后均使用电阻表进行短路测试，确保修复质量；
⑧所有修复工作完成后，按照正常线圈要求重新进行直阻测量，确保焊接质量。
修复后使用线圈压紧用的压盘压一次，确保线圈轴向紧实，然后再转下一工序。
所述验证确认短路点，在短路点处将a、b、c号导线外换位处断开，在X-2段线饼间油道位置圆周方向打入8-10个楔形的打板，将a、b、c号导线沿圆周方向取出放置在打板上，边取出导线，边添加垫块，防止导线取出后上部线饼局部塌陷，打入打板时注意打板应插入在垫块间，如打板与线饼接触必须在楔形的打板与线饼间垫防护纸板，防止硌伤导线；a号导线每取出半匝后截断一次，截断后将线圈上剩余导线端头分开并测量短路情况，以此验证确定故障点位置是否正确；最后确定在截断至X段第Y匝（从外径侧向内数）附近处，找到短路点。
在实施例中，参照附图1-8。维修产品型号Z2016 1Z01。
出现B1线圈a号线股间短路故障修理。
一、产品结构简介
产品型号：ZZDFPZ-412300/765-600 厂内工作号：Z2016 1Z01
该产品为单相三柱结构，单柱由内向外为调压线圈—高压线圈—低压线圈，分别用A、B、C表示，三柱高压线圈即分别表示为B1、B2、B3。高压线圈B采用3根组合导线并绕的纠结连续式结构，采用自粘导线绕制，导线结构如图1。
绕制过程中每根导线分别使用a、b、c表示，导线通过外部换位及内部换位向下一线段过渡，按顺序依次换位，如图2。单根导线总长约为6375m。导线轴向尺寸H=12.57mm，轴向油隙垫块为4mm，线饼辐向尺寸为95mm，绕组高度为2390mm，线圈总共152段。
二、短路故障介绍
厂内工作号Z2016 1Z01产品 B1线圈干燥出炉后，使用500V绝缘电阻表测量导线电阻，a号线阻值为0Ω，蜂鸣器报警，发生短路故障。
三、短路点查找过程
1、首先确定短路点位置：由试验人员使用直阻仪等对线圈进行直阻测量，根据测量结果计算短路点位置在第94段第4.8匝（从外径侧向内数）。第94段总匝数为72/73匝，短路故障点处于该段线饼中部偏内位置。
2、根据计算结果，在第94段将a、b、c号导线外换位处断开，在91-92线饼间油道位置圆周方向放置8-10个打板，将a、b、c号导线沿圆周方向取出放置在打板上，边取出导线，边添加垫块（厚度12mm，与导线高度12.57mm尺寸接近，长度应大于取出导线的总厚度，防止导线取出后上部线饼局部塌陷），打入打板时注意打板应插入垫块间，如需与线饼接触必须在楔形打板与线饼间垫防护纸板，防止硌伤导线。a号导线每取出半匝后截断一次，截断后将线圈上剩余导线端头分开并测量短路情况，以此判断故障点位置。在截断至94段第5匝（从外径侧向内数）附近时，找到短路点。短路故障点如图3。
四、修理方案
1、将已找到短路点的B1线圈回套至绕线模，将模具撑紧，模具直径较线圈内径+1～+2mm，防止后续修复时线圈局部内径产生变化。
2、将b、c号导线在第94段第4-5匝（从外径侧向内数）内断开，并取出外部导线，a、b、c号导线断点位置沿圆周方向均匀分布，断点应处于撑条间隔内，避免在垫块位置（方便后续导线焊接）。然后在取出导线的线饼处（非垫块位置）填充16mm厚垫块（拆时已垫厚度12mm，油道垫块厚度4mm），补齐拆除的导线及油隙垫块高度。使用500V绝缘电阻表对线圈内a、b、c号线再次进行短路测试，确定故障完全排除。
3、将正常未使用同规格3轴导线（>30m/轴）吊运至放线架，并使用500V绝缘电阻表进行短路测试，确认无问题后做为延长线使用。将B1线圈第94段内a、b、c号导线断点取出使用高频对焊与延长线焊接。焊接前应将线圈94饼附近及以下部分使用保鲜膜防护到位，避免异物掉进线圈，然后将线圈上需要接长的自粘导线端头使用热风枪边加热边用钳子将两根线分开（分开长度不超过150mm，操作过程中注意与线圈保持距离，避免保鲜膜及其他线饼绝缘过热而碳化），然后再进行去漆等操作。导线对焊焊接完毕，打磨过程中注意线圈的防护。
4、导线焊接后，按照图纸要求进行绝缘包扎：内径侧导线焊接后使用T=0.045mm皱纹纸半叠3层，包至第3层时放入两片T=0.3mm纸板，在焊点处搭接15mm，用于保护焊点，使用第3层皱纹纸锁紧，靠近线圈原线（已自粘）一端，0.3mm纸板应尽量长并以插到组合导线分开的两股根部为宜，防止因根部漆膜破损（空间缝隙狭小，难以检查包扎）再次出现短路故障。外径侧导线焊接完成后，使用T=0.045mm皱纹纸半叠统包7层。上述绝缘包扎均需与导线原绝缘搭接至少15mm。
5、第94段内部导线焊接完毕后，使用500V绝缘电阻表测量所有导线电阻，确认无短路后再继续绕制，避免在线圈修复过程中出现新的短路故障。
6、导线每绕制两匝拉紧一次，到最外径侧一匝线饼拉紧后，使用迈拉绝缘纸带将线饼绑扎牢固，导线外换位前3个间隔连续绑扎，其他位置圆周方向均匀绑扎3处。使用500V绝缘电阻表进行短路测试，确认无问题后在相应导线外换位处进行断线。
7、焊接第94段外径侧3处外换位（a、b、c号线断点），高频对焊焊接，焊接后效果如图5。绝缘包扎方法同第3、4条。每处换位绝缘包扎完毕后均使用500V绝缘电阻表进行短路测试，确保修复质量。
8、所有修复工作完成后，按照正常线圈要求重新进行直阻测量，确保焊接质量。
9、在QC卡中记录修复过程中各焊接点的具体位置，做好质量记录。
10、修复后使用线圈压紧用压盘压一次，确保线圈轴向紧实，然后再转下一工序。
本方法修复单个线饼内组合导线股间短路故障用时短，只需要两个班次，并从多个环节多个角度保证线圈修复质量：按一定顺序使用楔形打板配合填充垫块可顺利取出故障导线，线圈回套绕线模可有效保证线圈垂直度、内径等，每绕制两匝拉紧一次及绑扎可有效保证修复线饼的紧实度，0.3mm纸板对焊点以及自粘线根部的防护可有效避免焊接位置再次发生短路故障，多次使用绝缘电阻表测试短路可有效保证已修复线匝再无故障，高频对焊技术可有效保证导线焊接质量，直阻测量能够再次验证焊接质量。
本方法已在多个项目中成功修复多个线圈的股间短路故障，如国网扎鲁特-青州特高压直流工程青州站±800kV换流变项目，国网上海庙-临沂特高压直流工程临沂站±800kV换流变项目，国网张北-北京特高压直流工程北京站±500kV换流变项目等。

Claims (2)

1.一种大型电力变压器自粘组合导线线圈的股间短路故障修复方法，其特征在于包含如下步骤：
①首先通过测量计算确定具体的短路点位置，位于从外径侧向内数第X段第Y匝；并验证确认；
②将已找到短路点的B1线圈回套至绕线模，将模具撑紧；将a、b、c号导线在第X段第Y匝内断开，并取出外部导线，a、b、c号导线断点位置沿圆周方向均匀分布，断点应处于撑条间隔内；然后在取出导线的线饼处填充垫块，补齐拆除的导线及油隙垫块高度；
③将正常未使用同规格三轴导线吊运至放线架，并使用电阻表进行短路测试，确认无问题后作为延长线使用；将B1线圈第X段内a、b、c号导线断点取出，使用高频对焊与延长线焊接；导线对焊焊接完毕，进行打磨；
④导线焊接后，进行绝缘包扎：内径侧导线焊接后使用皱纹纸半叠三层，包至第三层时放入两片纸板，在焊点处搭接15mm，用于保护焊点，使用第三层皱纹纸锁紧；靠近线圈已自粘原线一端，使用纸板插到组合导线分开的两股根部，防止因根部漆膜破损再次出现短路故障；外径侧导线焊接完成后，使用皱纹纸半叠统包七层；
⑤第X段内部导线焊接完毕后，使用电阻表测量所有导线电阻，确认无短路后再绕制线圈；
⑥导线每绕制两匝拉紧一次，到最外径侧一匝线饼拉紧后，使用绝缘纸带将线饼绑扎牢固，导线外换位前三个间隔连续绑扎，其他位置圆周方向均匀绑扎三处；使用电阻表进行短路测试，确认无问题后在相应导线外换位处进行断线；
⑦焊接第X段外径侧三处a、b、c号线断点外换位，高频对焊焊接；绝缘包扎方法同步骤④；每处换位绝缘包扎完毕后均使用电阻表进行短路测试，确保修复质量；
⑧所有修复工作完成后，按照正常线圈要求重新进行直阻测量，确保焊接质量；
所述验证确认包括：在短路点处将a、b、c号导线外换位处断开，在X-2段线饼间油道位置圆周方向打入8-10个楔形的打板，将a、b、c号导线沿圆周方向取出放置在打板上，边取出导线，边添加垫块，防止导线取出后上部线饼局部塌陷，打入打板时注意打板应插入在垫块间，打板与线饼接触必须在楔形的打板与线饼间垫防护纸板，防止硌伤导线；a号导线每取出半匝后截断一次，截断后将线圈上剩余导线端头分开并测量短路情况，以此验证确定故障点位置是否正确。
2.根据权利要求1所述的一种大型电力变压器自粘组合导线线圈的股间短路故障修复方法，其特征在于：修复后使用线圈压紧用的压盘压一次，确保线圈轴向紧实。
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