淺析電力變壓器試驗問題及處理措

施升

[摘 要]電力變壓器屬于電力系統(tǒng)中一個最基本的電氣設(shè)備，而電氣試驗是使變壓器順利運行的一項積極有效的措施。本文首先分析了電力變壓器高壓試驗影響因素，然后介紹了電力變壓器高壓試驗的內(nèi)容及方法。

[關(guān)鍵詞]電力變壓器；高壓試驗；設(shè)計

當(dāng)前，具有多種檢測方法來試驗變壓器的性能水平，其中比較常見的試驗方法拉、合閘方法，該種方法主要操作內(nèi)容是，對變壓器進行拉、合閘反復(fù)操作，通過觀察變壓器的反應(yīng)來判斷其性能。如果變壓器工作時的電壓值明顯高于其額定電壓，則可是為存在故障。任何試驗都需要良好的過程控制，因此要特別關(guān)心試驗現(xiàn)象變化情況。

一、電力變壓器高壓試驗影響因素分析

1.濕度和溫度

溫度對試驗的影響主要來自變壓器的材料對溫度的敏感度。由于變壓器的材料是絕緣性的，溫度越高絕緣性能就越差，導(dǎo)致絕緣電阻阻值降低。其原理如下：

（1）水分溶解。絕緣電阻中存在的水分將伴隨著溫度的升高而溶解電阻內(nèi)部物質(zhì)使其電阻變小。

（2）分子和離子的無規(guī)則運動。溫度的影響是分子的無規(guī)則運動的主要原因之一，分子運動隨著溫度的升高而變高。同樣作為微觀角度的離子，在絕緣電阻中也會隨著溫度的升高而運動加快，電阻極性增大，阻值降低。

試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會受到空氣的濕度的影響。一般測量的數(shù)據(jù)是需要經(jīng)過反復(fù)測驗，拿出數(shù)據(jù)同標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)級歷史數(shù)據(jù)進行對比、比較，若是空氣的濕度越大，其測量的結(jié)果就會變得越不準(zhǔn)確，所以濕度也是影響高壓試驗的一個主要原因之一。

2.升壓速度

泄漏電流是受潮后通過的電流，泄漏電流的產(chǎn)生是與空氣溫度、電壓、濕度、絕緣子表面的雜質(zhì)等共同作用的結(jié)果。那么，升壓速度到底對泄漏電流有沒有影響？實際上，升壓速度對泄漏電流是有一定影響的。經(jīng)過大量的測量研究表明，泄漏電流的實際測量在升壓速度的影響下和理論值會有一定的差別，尤其是在大容量的變壓器中，這種差別會更加明顯。

二、電力變壓器高壓試驗的內(nèi)容

1.絕緣電阻的測量

在電力變壓器高壓試驗中，絕緣電阻的測量是最為方便、簡單的預(yù)防性試驗。在變壓器的絕緣電阻的測量中，過熱老化程度、絕緣的整體受潮程度、污穢情況等都可以同絕緣電阻的大小反映出來。以1臺高壓測電壓110KV、容量31500KVA變壓器的絕緣電阻測量為例，絕緣的吸收比與溫度變化有著密切的聯(lián)系，當(dāng)溫度達到35℃以上時，干燥絕緣的吸收比達到極限后開始下降，而受潮絕緣的吸收比則會發(fā)生不規(guī)則的變化情況。因此，在變壓器的絕緣電阻測量中，一定要合理控制實驗室的溫度，以保證絕緣吸收比實測值的真實性。

2.局部放電試驗

電力變壓器的局部放電試驗室常見的“非破壞性”試驗項目，試驗方法主要有：（1）以工頻耐壓作為預(yù)激磁電壓，降至局部放電試驗電壓，持續(xù)時間10～15min后，測量局部放電；（2）以模擬運行中的過電壓作為預(yù)激磁電壓，降至局部放電試驗電壓，持續(xù)1～1.5h，測量局部放電量。第2種試驗方法可以測量變壓器在長期工作電壓下，是否出現(xiàn)局部放電量現(xiàn)象，以保證電力變壓器在應(yīng)用中的安全運行。另外，在電力變壓器的局部放電試驗中，絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計，絕緣介質(zhì)的承受場強、帶電與接地電極表面場、絕緣件加工與工藝處理等都要局部放電量小于規(guī)定值來考慮，而不是以主、縱絕緣是否放電為主要依據(jù)。

3.泄漏電流的測量

在電力變壓器泄漏電流的測量中，主要使用數(shù)顯泄漏電流的測試儀進行測量，其額定工作電壓一般在2.5KV以下，明顯低于變壓器的額定工作電壓。在高壓情況下，如果變壓器的泄漏電流明顯高于低壓情況下的電流，則表明變壓器的高壓絕緣電阻小于低壓絕緣電阻，即變壓器本身存在質(zhì)量缺陷，防泄漏功能也無法滿足使用要求。如果使用直流兆歐表無法滿足試驗中對于電壓的要求，可以采取加直流高壓的試驗方法，以確保變壓器泄漏電流的測量結(jié)果的精確性。

4.變壓比測量

電力變壓器的變壓比測量方法主要有：雙電壓表法、變壓比電橋法等，其中電壓比電橋法是現(xiàn)場試驗中常用的方法，其主要具有以下優(yōu)點：不受電源穩(wěn)定程度的限制；準(zhǔn)確性和靈敏度高；誤差可以直讀；試驗電壓可以調(diào)整，比較安全。在電力變壓器的變壓比試驗中，還可以同步完成連接組別的試驗，而連接組別相同則是變壓器并聯(lián)運行的基本條件之一。所以，判斷電力變壓器的接線組別也是高壓試驗中不可缺少的一項。常用的試驗方法有：交流電壓表法，相位法、變壓比電橋法、直流感應(yīng)法、組別表法等。組別表是一種常見的試驗電力變壓器組別、相序、極性的專用儀表，該表具有使用簡便、反映直觀、指示正確等優(yōu)點。

5.介質(zhì)損耗因數(shù)測試

在電力變壓器的高壓試驗中，介質(zhì)損耗因數(shù)測試是基本的絕緣預(yù)防性試驗項目之一，其主要試驗?zāi)康氖歉鶕?jù)介質(zhì)損耗因數(shù)的大小，判斷變壓器的絕緣性能。在變壓器正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，介質(zhì)損耗因數(shù)的變化與絕緣損耗的大小有著密切的聯(lián)系。在試驗過程中，試驗人員可以通過相關(guān)結(jié)果，掌握變壓器絕緣的整體受潮與劣化變質(zhì)程度，從而得出精確的試驗結(jié)果。在電力變壓器的介質(zhì)損耗因數(shù)測試中，其結(jié)果明顯優(yōu)于絕緣電阻測量與泄漏電流測試，主要是因為測試過程中，與試驗電壓和設(shè)備大小等因素的關(guān)聯(lián)性較小，試驗人員可以準(zhǔn)確地判斷變壓器的絕緣變化情況。

三、電力變壓器高壓試驗方法

1.防止感應(yīng)電壓與放電反擊

在電力變壓器高壓試驗中，在試驗設(shè)備與其他設(shè)備之間必須采取有效的防止感應(yīng)電壓的措施，通常是將試驗設(shè)備與其他儀器、設(shè)備進行短接，并可靠接地，實驗室中閑置的各種電容設(shè)備也要按照要求進行短路接地。由于電力變壓器高壓試驗是在一個封閉的六面屏蔽體環(huán)境中進行，在試驗過程中有可能出現(xiàn)瞬間放電的現(xiàn)象，所以，對于試驗中的高壓電纜必須加金屬管保護，并且埋地敷設(shè)。一般情況下，金屬保護管的長度應(yīng)>15m，并且每隔5m與接地極進行連接，從而嚴(yán)格控制放電反擊現(xiàn)象的發(fā)生機率。

2.可靠的接地

在電力變壓器高壓試驗中，必須保證實驗室的接地系統(tǒng)良好，接地電阻一般需要在0.5Ω以下，從而保障試驗設(shè)備與試驗人員的安全。在具備良好接地條件的情況下，還應(yīng)將實驗室視為一個特殊的等電位體，實驗室中所有金屬儀器、設(shè)備的外殼都要保持良好接地，特別是在變壓器與試驗設(shè)備之間必須有可靠、安全、穩(wěn)定的金屬性連接。在高壓試驗中，應(yīng)明確標(biāo)注接地點的位置，以防在試驗中出現(xiàn)人員觸電的現(xiàn)象。

3.防火、防爆

在電力變壓器高壓試驗中，必須嚴(yán)防變壓器在運行中發(fā)生過載或短路的現(xiàn)象，特別要注意絕緣材料，絕緣油等因高溫、電火花作用等因素，而產(chǎn)生分解、膨脹、以致氣化，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部的壓力急劇增加，有可能引起變壓器外殼爆炸使大量絕緣油噴出燃燒，油流又會進一步擴大火災(zāi)的危險。因此，在電力變壓器的高壓試驗過程中，必須注重對于安全問題的防范，以保證試驗的安全性。

4.在進行變壓器沖擊合閘試驗時，必須保證電壓在額定數(shù)值范圍內(nèi)，同時要考慮和避免過電壓、超強勵磁電流以及電動力對變壓器的影響，試驗過程所需設(shè)備器材種類較多，影響范圍聯(lián)系到一次設(shè)備及二次保護、儀表的運行情況，其結(jié)果直接反映變壓器的制造、安裝質(zhì)量，體現(xiàn)變壓器抗沖擊電流、電壓的能力以及二次保護裝置與變壓器的配合運行情況，是變壓器投運前的重要試驗項目，負(fù)責(zé)試驗工作的人員要以高度的責(zé)任感、良好的專業(yè)操作素養(yǎng)來對待試驗過程，避免各種疏忽帶來的不利影響，客觀對待試驗結(jié)果，合理解決相關(guān)問題，從而確保變壓器能夠安全投入運行。

在對電力變壓器進行高壓試驗的過程中一定要高度的重視細(xì)節(jié)，對環(huán)境濕度、高壓連線、剩余電荷等方面的影響，也要給予重視，掌握它們產(chǎn)生影響的機理；同時要熟悉掌握各類試驗方法，對試驗結(jié)果進行精確的測量，保證設(shè)備的可靠運行。

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