淺談配電變壓器預(yù)防性試驗(yàn)

【摘要】電力系統(tǒng)是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的主要支柱，是保證國家實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的必要條件。電力系統(tǒng)中以變壓器最為龐大和重要，維護(hù)變壓器穩(wěn)定工作是維護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重中之重。隨著不同經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域用電量的攀升，變壓器在不同用戶間的調(diào)控分配作用越來越重要，變壓器承受的傳輸壓力也越來越大，對變壓器結(jié)構(gòu)、性能以及主要元件進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)成為保證變壓器正常工作電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要手段。

【關(guān)鍵詞】配電；變壓器；預(yù)防性試驗(yàn)

1、配電變壓器預(yù)防性試驗(yàn)必要性

隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)社會(huì)對電能需求持續(xù)升高，電力系統(tǒng)承受的供電壓力逐年增大，而變壓器作為電力工程建設(shè)的主要裝置，承擔(dān)著電力系統(tǒng)的主要工作。對變壓器進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，即對變壓器油氣樣進(jìn)行抽查檢測以及主要設(shè)備檢查，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器工作中存在的隱患，防止變壓器或者相關(guān)設(shè)備損壞，保證電力系統(tǒng)供電正常。

變壓器因其結(jié)構(gòu)特殊，功能重要，在工作中一旦出現(xiàn)隱患就會(huì)給工程建設(shè)、供電正常造成諸多影響。首先，變壓器故障能夠損壞電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能，企業(yè)或者用戶使用的電能是在原始電能經(jīng)過多級系統(tǒng)處理后優(yōu)化的，在變電站以及用戶之間，尤其是偏遠(yuǎn)地區(qū)用戶，電能的輸送要經(jīng)過變電站升壓與變壓器降壓處理過程，一旦變壓器及其相關(guān)設(shè)備損壞，就會(huì)擾亂電力系統(tǒng)的性能破壞供電秩序。其次，變壓器故障會(huì)阻礙系統(tǒng)的正常運(yùn)行，電力系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，本身是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，不同的子系統(tǒng)之間相互配合共同保持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，如果變壓器發(fā)生故障，會(huì)破壞各個(gè)子系統(tǒng)間的平衡與配合關(guān)系，阻礙正常的供電工作。最后，變壓器故障還會(huì)給電力系統(tǒng)外圍設(shè)備造成不利的影響，如短路故障會(huì)燒壞變壓器連接線路，導(dǎo)致與之相關(guān)的設(shè)備也出現(xiàn)線路無法連接的問題。

由于變壓器故障會(huì)導(dǎo)致的一系列問題，進(jìn)行變壓器預(yù)防性試驗(yàn)就顯得尤為必要。在進(jìn)行變壓器預(yù)防試驗(yàn)時(shí)，主要考慮變壓器性能、安全、檢測以及收益四個(gè)方面。保持變壓器優(yōu)異的性能是保證變壓器甚至電力系統(tǒng)擁有較高的工作效率的必要條件，是變壓器持續(xù)工作的主要基礎(chǔ)。在預(yù)防實(shí)驗(yàn)中可針對相關(guān)變壓器詳細(xì)查看散熱裝置、套管、瓷瓶、法蘭等部件的工作情況，排查可能出現(xiàn)的故障隱患，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，維護(hù)變壓器正常運(yùn)行。在安全方面，必須解決好突發(fā)事件、意外事故帶來的不利影響，因此安全問題是變壓器預(yù)防試驗(yàn)的首要目的。應(yīng)采用高科技高靈敏度儀器，對變壓器整體結(jié)構(gòu)、安裝過程、試運(yùn)行過程進(jìn)行細(xì)致檢測分析，并對可能存在的問題、潛在的安全隱患制定必要的預(yù)防措施，最大限度降低安全隱患。在監(jiān)測方面，建立變壓器日常檢測系統(tǒng)，結(jié)合在線檢測與工況反饋，對變壓器出現(xiàn)的異常信號進(jìn)行診斷分析，在不影響變壓器正常工作的情況下，完成變壓器監(jiān)測維修工作。在收益方面，因?yàn)榻档土俗儔浩鞴收项l率以及潛在隱患，提高了變壓器連續(xù)工作時(shí)長，實(shí)現(xiàn)了變壓器工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，變電站能夠根據(jù)實(shí)際工作情況制定相應(yīng)的供電策略，因此經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2、配電變壓器預(yù)防性試驗(yàn)內(nèi)容

變壓器主要由初級線圈、次級線圈以及鐵芯組成，主要是依靠電磁感應(yīng)來進(jìn)行工作。通過兩組導(dǎo)線圈之間相互電感，實(shí)現(xiàn)電壓的升降、電流、阻抗的變換、以及隔離、穩(wěn)壓等功能。依據(jù)試驗(yàn)方法的不同，分為油中溶氣分析法、繞組電阻測量、介質(zhì)損耗因素測量、交流耐壓以及線圈變形測量等試驗(yàn)內(nèi)容。

2.1油中溶氣分析法油中溶氣分析法是由Halstead通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，該方法依據(jù)的主要原理是，不同的烴類氣體最大產(chǎn)生率的溫度有著不同的溫度值，溫度的變化能夠引起烴類氣體產(chǎn)生速率的變化。Halstead通過研究發(fā)現(xiàn)，在變壓器故障溫度與溶解氣體的總體含量之間有特定的對應(yīng)聯(lián)系，因此能夠通過對油中溶解氣的含量測量分析，確定變壓器故障類型、故障溫度以及故障設(shè)備。

一般情況下，故障氣體出現(xiàn)的主要環(huán)境是油浸紙絕緣體，溫度過高、電暈電弧是導(dǎo)致故障氣體出現(xiàn)的主要原因。故障特征氣體主要包括氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔、乙烯等。依據(jù)Halstead試驗(yàn)結(jié)果，研究人員分別提出了碳?xì)溲跞厝菆D判斷法、PEM法、電協(xié)研法以及我國的改進(jìn)電協(xié)研法等。

以故障特征氣體含量分析為例，當(dāng)總烴含量較高，并且乙炔小于5時(shí)，可判定為一般過熱性故障；當(dāng)總烴與氫氣含量較高，乙炔大于5，并且占總烴比重較小時(shí)，可判定為嚴(yán)重過熱故障；當(dāng)總烴數(shù)量不高，氫氣含量大于100并且甲烷是主要成分時(shí)，為變電器局部放電故障；當(dāng)總烴與氫氣含量高，乙炔含量值大于10時(shí)，為變電器火花放電，當(dāng)發(fā)生電弧放電時(shí)，則乙炔為主要烴類成分，并且總烴與氫氣含量都較高。另外，國內(nèi)常用的故障特征氣體還包括三比值法、DGA法等，不同的測量方法有著不同的適用情況，在進(jìn)行變電器預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>

2.2繞組電阻測量。繞組電阻測量包括繞組直流電阻測量與繞組絕緣電阻測量兩部分，繞組直流電阻測量通過判斷繞組間是否出現(xiàn)短路、相關(guān)焊接部位是否出現(xiàn)質(zhì)量問題以及接觸部位的接觸良好性，確定各相繞組間直流電阻是否達(dá)到電阻間的平衡等問題，是檢測變壓器線路是否斷路、老化損壞的最主要的測量方法。繞組絕緣測量是最為普及的一種試驗(yàn)方法，在對繞組充分放電之后，用歐姆表進(jìn)行測量。測量過程中應(yīng)當(dāng)使每次的測量結(jié)果都接近于頂層油溫，然后將不同的測量結(jié)果折算至同一標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行對比分析，通過對比分析結(jié)果即可確定絕緣性是否完好，線路是否有受潮情況等情況。

2.3介質(zhì)損耗因素測量。介質(zhì)損耗因素主要是用來判斷變壓器整體受潮情況以及主要部件如繞組上油質(zhì)污染情況。在進(jìn)行介質(zhì)損耗因素測量時(shí)，要注意減少外部條件干擾以及介質(zhì)本身的遺漏。雖然介質(zhì)損耗因素測量實(shí)驗(yàn)有著先天性不足，如試驗(yàn)電壓低導(dǎo)致缺陷不容易被發(fā)現(xiàn)，但其仍然有使用價(jià)值，例如當(dāng)套管受潮時(shí)，套管介質(zhì)測量就會(huì)超標(biāo)，絕緣條件下降，數(shù)值偏低，由此可判定故障原因。

2.4交流耐壓測量。對于需要進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來判斷變壓器故障的試驗(yàn)，則需要用到交流耐壓試驗(yàn)，該試驗(yàn)屬于破壞性試驗(yàn)，但卻是最直接有效的試驗(yàn)方法。變壓器能夠投入電氣系統(tǒng)正常使用，在很大程度上依賴于交流耐壓測量結(jié)果。因?yàn)榻涣髂蛪涸囼?yàn)電流較大，對變電器電壓等級以及變電容量有著較高的要求，在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)前必須保證電阻測量、介質(zhì)損耗因素測量結(jié)果達(dá)到規(guī)定的要求標(biāo)準(zhǔn)，以免造成不必要的變壓器設(shè)備元件損傷，影響試驗(yàn)結(jié)果與后期電力建設(shè)使用。

2.5線圈變形測量。線圈變形測量主要是對變壓器繞組在可能受到的物力沖擊的承受能力以及發(fā)生變形后工作能力的測量。在變壓器安裝過程以及工作過程中，如吊裝、電路短路等，繞組本身可能會(huì)發(fā)生軸徑向變形，對電力系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行產(chǎn)生安全隱患，情況嚴(yán)重時(shí)可能或?qū)е伦儔浩骼@組燒毀，因此在變壓器安裝前后或者受到大電流沖擊后，要對變壓器進(jìn)行線圈變形檢測。

3、總結(jié)

變壓器是電力系統(tǒng)工作中最為重要的一環(huán)，對變壓器進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)是保證變壓器工作正常運(yùn)行的必要條件。本文通過分析變壓器預(yù)防性試驗(yàn)的必要性，探討變壓器預(yù)防性試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，為豐富變壓器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提供一些參考。