高壓變壓器局部放電試驗及故障處理分析

摘 要：在電力系統(tǒng)中，將低壓轉(zhuǎn)換為高壓的變壓器即稱為高壓變壓器，對高壓變壓器進行局部放電試驗是在高壓變壓器驗收投運之前必須進行一個試驗，由于高壓變壓器放電試驗具有其獨特之處，所以對其生產(chǎn)、運輸和安裝質(zhì)量等都是一個非常大的考驗。文章從高壓變壓器的局部放電試驗入手，對高壓變壓器局部放電試驗的常見故障產(chǎn)生原因、常見故障及處理進行了分析，并進一步對電感性的無功補償進行了闡述。

關(guān)鍵詞：高壓變壓器；局部放電試驗；常見故障；思考

前言

近年來，變壓器制造技術(shù)取得了較快的發(fā)展，盡管變壓器出廠的質(zhì)量有了較大程度的提升，但對其絕緣性能的薄弱點還是不能很好的控制，其在運行過程中，在電場作用下，絕緣薄弱點極易被電場激發(fā)出現(xiàn)放電現(xiàn)象，所以利用局部放電試驗來對變壓器絕緣缺陷進行檢測，不僅可以有效的確保高壓變壓器能夠穩(wěn)定的運行，而且也可以進一步擴大高壓變壓器的應(yīng)用范圍。

1 高壓變壓器的局部放電試驗

1.1 高壓變壓器局部放電試驗的電源

目前在進行高壓變壓器局部放電試驗時通常都是采用中頻發(fā)電機組作為電源裝置，其主要是是利用三相異步電動機來作為其推動力，頻率保持在250赫茲，電壓在690伏范圍內(nèi)，單項電源或是三相電源經(jīng)變壓器后進行升壓，然后向被測變壓器的低壓側(cè)進行電壓的施加，而試驗電壓感應(yīng)則以中、高壓一側(cè)為主。由于中頻發(fā)電機組體積小，易于移動，而且能夠平穩(wěn)的進行調(diào)壓，接線較為簡單，具有可靠的性能，所以作為高壓變壓器局部放電試驗的電源具有非常好的適應(yīng)性。通常情況下由于大型變壓器具有很大的容性無功率，所以需要使用電抗器對其進行低壓補償，這對于試驗機組工作量的減少及減少發(fā)電機組勵磁的產(chǎn)生起到了有效的預(yù)防作用。

1.2 高壓變壓器局部放電試驗的接線

變壓器進行局部放電試驗時通常會在現(xiàn)場進行，這就需要根據(jù)變壓器的分級絕緣結(jié)構(gòu)特征來對試驗變壓器進行分相加壓。通常會將電壓在被測變壓器的低壓側(cè)一端進行施加，而發(fā)電機輸出電壓的調(diào)節(jié)則可以利用接線方式來進行改變，從而使被測變壓器能夠滿足局部放電試驗的電壓值，在進行電壓值測定時，需要將變壓器套管電容視為耦合電容，放電電壓值的測定可以從套管末端進行信號的抽取，而中側(cè)電壓值測取時與此也類似，另外還要做好被測電壓器中壓和高壓側(cè)的中性點接地。

2 高壓變壓器局部放電試驗的常見故障的產(chǎn)生原因

在對高壓變壓器進行局部放電試驗過程中，對試驗帶來的影響的因素較多，在各種因素影響下極易導致試驗中故障的發(fā)生。通常情況下由于變壓器鐵心與夾件之間的虛接而導致的故障最為常見。這種虛接也就是我們所說的接地不良。當出現(xiàn)接地不良現(xiàn)象時，則會導致夾件共振和懸浮電位的發(fā)生，一旦這兩種故障發(fā)生，則會給處理上帶來較大的難度。會對放電量測量的準確性帶來較大的影響。

變壓器的鐵心通常會利用金屬部件來對其進行緊固，這樣就容易由于在緊固過程中不當而導致金屬粉末的產(chǎn)生，而一旦有金屬粉末帶入到鐵心中，則會導致變壓器局部放電量的增加，另外在試驗現(xiàn)場，吊車在使用過程中所產(chǎn)生的金屬粉末也會給變壓器局部放電試驗帶來較大的影響，影響試驗的正常進行。

3 高壓變壓器局部放電試驗的常見故障與處理

3.1 分接開關(guān)檔位的設(shè)置

高壓變壓器由幾個部分所組成，而其中分接開關(guān)即是其最重要的組成部分，往往在變壓器進行局部放電試驗時其分接開關(guān)檔位都會處于1檔的位置，而在放電試驗中則需要根據(jù)檔位的高低村的電壓比來進行試驗。但利用1的加壓方法盡管可以實現(xiàn)對每一個斷點的電壓進行周密的考核，但卻往往無法考核到匝間的電壓，即使考核到其考核結(jié)果的準確性也較差。而且在長期的實踐工作中證明，當高壓變壓器的分接開關(guān)處于最高檔和最末檔時，其匝間電壓都會處于一個較高的水平，所以通常情況下，在高壓變壓器進行局部放電試驗時，最為適宜的分接開關(guān)檔位是17檔。

3.2 高壓端繞組的變形檢測

電力變壓器在日常運行的過程中，遭受各種故障導致短路的現(xiàn)場非常常見。

當短路電流產(chǎn)生非常大的電動力作用時，變壓器的繞組就會失去一定的穩(wěn)定性，出現(xiàn)局部扭曲、變形等現(xiàn)象，甚至會造成嚴重的損壞事故，因此，加強變壓器繞組的檢測是非常重要的。

從2004年開始，我國江蘇省的電力試驗研究院對全省的變壓器進行了繞組變形的檢測實踐工作。檢測的結(jié)果證明，與普通電壓的變壓器相比較，高壓變壓器的高壓套管是非常高的，現(xiàn)場沒有吊車的情況下，就單純依靠人力資源來進行試驗的攀爬是非常危險的，而且工程量很大，這樣的情況一般就會采取套管末屏取信號的方式進行變壓器繞組的檢測試驗。這樣的方式得到的頻響曲線與理論上的曲線規(guī)律是一致的，只有略微的幅值衰減。在進行保存時，只要加一條注明就可以了，為下一次的檢測仍用這個接線方式提供便利。

3.3 剩磁的去除

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，不論是新安裝的電力變壓器，還是經(jīng)過大修以后的電力變壓器，都需要對變壓器繞組的直流電阻、局部放電等進行試驗。這些試驗都是非常重要的，缺一不可。其中繞組直流電阻測量工作結(jié)束以后，在變壓器的鐵心中會殘留有一定的剩磁，而且越是安匝數(shù)大的直流磁化，其剩余的磁量就越大。在一定的時候，剩余一些磁是有必要的。在一定程度上可以說剩磁是具有兩面性的，比如當工件經(jīng)過加工以后，如果電磁的吸盤中含有殘留一定的剩磁，那么工件被取下的難度就會大大增加；當高壓變壓器進行局部放電試驗時，倘若變壓器的鐵心中含有一定的剩余磁，那么變壓器就很有可能受到損害。所以，任何一個地區(qū)的電力系統(tǒng)在進行局部放電試驗時，都要對交流和直流進行一定的去磁試驗。

4 電感性的無功補償

如果高壓變壓器的局部放電試驗在250赫茲的電壓下進行，那么變壓器的等值感抗會是工頻電壓下進行的放電試驗的5倍以上，容抗恰恰是工頻試驗電壓的五分之一，在這個時刻，高壓變壓器的容性電流會持續(xù)增大，而變壓器則呈現(xiàn)出容性負載的特性。要想有效防止發(fā)電機組在局部放電的試驗中出現(xiàn)參數(shù)不匹配的現(xiàn)象，就必須要對高壓變壓器的局部放電試驗的回路進行電感性的無功補償。

如果是普通的變壓器進行局部放電試驗，通常過補償也就大于百分之十左右，而對于高壓變壓器而言，其容性電流就大于50安，假如補償?shù)脑龠^多，那么其就會需要非常多的電抗器，這樣的情況下，發(fā)電機的容量和現(xiàn)場電源的容量都是無法滿足其要求的，因此過補償最合適為百分之五左右。

5 結(jié)束語

由于高壓變壓器局部放電試驗需要涉及較多的內(nèi)容，所以為了有效的確保局部放電試驗?zāi)軌蚋衅骱碗娺M行，則需要對變壓器的裝配工藝、每道工序的合格施工及高壓試驗的方法進行嚴格要求，這不僅能夠有效的保證高壓變壓器的質(zhì)量，而且還可以通過試驗為變壓器其他各項工作的進行提供重要的數(shù)據(jù)支撐，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定、持續(xù)的發(fā)展。

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