2009~2011年国家质量监督抽查项目基本相同,并覆盖了广东省历次监督抽查的项目,历次出现的质量问题也是基本相似。从2009~2011年国家监督抽查情况统计,合格率约在70%~80%之间,反映了我国电力变压器产品仍存在一定的质量问题。其中温升试验不合格率较高。在极重要测试项目中,温升试验、局部放电测量测试不合格是典型质量问题。在重要测试项目中,短路阻抗和负载损耗测量、空载电流和空载损耗测量不合格是典型质量问题,标志检查不合格是典型质量问题。
抽查检验结果表明产品在绕组对地绝缘电阻、绕组电阻测量、电压比测量和联结组标号检定、感应耐压试验、绝缘油击穿电压试验几个方面的性能全部合格,说明企业对相关要求的重视,整体质量水平较好。下面就出现质量问题和检验情况分别分析如下:
1温升试验
温升试验考核产品在正常工作状态下的发热情况,变压器的发热由变压器的损耗决定。这些样品不合格的原因主要是变压器散热不良所致,部分产品空载损耗、负载损耗、总损耗均未超过标准要求值,可见发热正常,但温升超标,说明散热不良,对于油浸式配电变压器,影响散热效果的因素有产品的结构、线圈的包扎状态、油箱容积和散热器的面积、油路循环的通畅等多种原因有关。通常由于空载损耗、负载损耗、总损耗超过标准要求值,导致样品的温升试验也不合格,说明其发热异常,引起产品温升过高。
对于干式电力变压器,与产品设计时线圈与铁心及线圈与线圈之间的气道尺寸设计、绝缘材料的包扎、树脂的浇注等有关。其中出现了经绝缘试验后,进行空载电流和空载损耗测量试验时,样品出现故障,试验无法进行,导致空载电流和空载损耗测量、短路阻抗和负载损耗测量、温升试验3个项目不合格,不合格原因是由于绝缘试验后,试品的绝缘出现损坏,绕组匝间或引线短路所致。也出现了由于高压A相套管顶部没有装密封件,导致温升试验时,高压A相套管漏油,试验无法进行,因此不合格。由于被抽查的样品是企业已检验合格并允许销售的完整产品,出现漏装密封件的情况发生,说明该企业的质量管理、产品工艺、出厂检验控制存在较大的缺陷。
整体来说,温升试验不合格数量最多,主要是因为温升试验为型式试验项目,企业产品出厂时不进行此项目试验,不易发现问题。结合2009年及2010年两年的国抽情况来看,温升试验项目超标除企业自身原因外,同时也有电力变压器市场不规范竞争的因素,造成真货产品货真价高,难以中标,因而企业设法从各个方面降低成本,例如减小油箱体积、减少散热片、设计时导体和铁心材料裕度偏小,甚至使用较次品质的散热片、铜材和硅钢片等。
温升过高,变压器将长期处于高温状态,尤其是变压器满负荷运行且环境温度也较高时,易使绝缘材料老化加速,必将影响变压器的使用寿命和安全可靠性,甚至导致短路,造成事故,给用户带来安全隐患。
2局部放电测量
监督抽查中不合格率较高的另1项目是局部放电测量,局部放电测量只针对干式电力变压器进行测试。局部放电是变压器在高电压的作用下,其内部绝缘发生的放电状况,这种放电只存在于绝缘的局部位置,可慢慢使局部绝缘受到腐蚀老化,电导增加,最终导致热击穿。运行中的变压器,内部绝缘的老化及破坏,多是从局部放电开始。导致局部放电量超标的原因很多,主要与变压器引线的设计、绝缘材料的使用以及制造和装配工艺的控制有关。
3空载电流和空载损耗测量
监督抽查中空载电流和空载损耗测量不合格经常出现,空载损耗是变压器不带负载时产生的损耗,主要与铁心硅钢片的磁滞损耗和涡流损耗有关,磁滞损耗主要取决于硅钢片的材质,而涡流损耗与磁通密度、硅钢片厚度和电源频率等有关。因此,产品的空载损耗超过规定的标准值,其不合格原因可能是由于企业为了节省材料成本,设计裕度不够、使用的硅钢片材质不好或工艺控制不稳定所致。
4短路阻抗和负载损耗测量
短路阻抗和负载损耗测量不合格还时有发生,负载损耗是变压器在额定频率和参考温度下所吸收的有功功率,其反映了通过绕组电阻产生热效应而导致的损耗和漏磁场产生的各种附加损耗,它对于变压器的能耗以及变压器的使用寿命,有极其重要的意义。导致此项目不合格的主要原因是生产企业为了节省材料成本,设计裕度不够,或没有考虑原材料及生产工艺的偏差所致。
短路阻抗决定了变压器在电力系统运行时对电网电压波动的影响,以及变压器发生出口短路事故时短路电流的大小,同时短路阻抗也是决定变压器能否并联运行的一个必要条件。不合格原因在于企业产品工艺控制出现偏差或设计不合理。