淺談變壓器交流耐壓試驗(yàn)異常分析及處理

劉世超 王來(lái)堂

摘 要：變壓器作為電力企業(yè)最為重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，其運(yùn)行的穩(wěn)定性直接關(guān)系到能否正常進(jìn)行供電。所以為了確保變壓器的安全性和可靠性，在變壓器投入使用前需要對(duì)其進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器存在的異常問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行處理。文中對(duì)變壓器交流耐壓試驗(yàn)進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)變壓器中壓側(cè)繞組絕緣問(wèn)題原因進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：變壓器；交流耐壓試驗(yàn)；異常分析；處理辦法

前言

變壓器在制造過(guò)程中一旦制作材料存在質(zhì)量問(wèn)題，則會(huì)影響其安裝后的正常使用，而且變壓器在長(zhǎng)期放置、運(yùn)輸過(guò)程中和安裝時(shí)都有可能存在其絕緣性能降低的情況，所以在變壓器安裝完成后，尚未投入使用前則需要對(duì)其進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，及時(shí)對(duì)其試驗(yàn)中存在的異常問(wèn)題進(jìn)行分析，并加以處理，確保變壓器處于最佳工況情況下運(yùn)行。

1 關(guān)于變壓器交流耐壓試驗(yàn)

1.1 變壓器的參數(shù)指標(biāo)

變壓器型號(hào)為SFSZ10-240000/220，此變壓器的額定電壓為（220±10×1.3%）kV，變壓器的聯(lián)結(jié)組別為Ynyn0D11，以上是該變壓器的具體參數(shù)。在此變壓器的出廠(chǎng)試驗(yàn)中對(duì)此變壓器的對(duì)地交流顯示其在高壓側(cè)中性點(diǎn)耐壓達(dá)到220kV，中壓測(cè)中性點(diǎn)的耐壓值為150kV，低壓繞組的耐壓值為90kV，在出廠(chǎng)試驗(yàn)的中耐壓時(shí)間均保持為2min。

1.2 變壓器交流耐壓試驗(yàn)的原理

由于在進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，需要使用等級(jí)較大的測(cè)試電壓，而在以往情況下通常利用工頻定額交流耐壓來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，但其達(dá)不到變壓器交流耐壓試驗(yàn)所要求的相關(guān)條件，所以在試驗(yàn)中需要對(duì)電壓進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償是通過(guò)變頻諧振等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就可以確保在變壓器交流耐壓試驗(yàn)中對(duì)電源的需求較低。同時(shí)我們也知道利用串聯(lián)時(shí)，可以將電源容量的需求降至最低，所以在變壓器交流耐壓試驗(yàn)時(shí)利用串聯(lián)來(lái)降低對(duì)電源容量的需求，這樣這就使變壓器的輸出電壓達(dá)到最小的程度。

某供電局在對(duì)變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的過(guò)程中主要采用的就是變頻串聯(lián)諧振這一裝置，變壓器交流耐壓試驗(yàn)所使用的電流為220V的交流電源，在變頻串聯(lián)裝置中共有6塊額定電壓為38KV的電抗器，每節(jié)電抗器的額定容量均為40KVA，并且將試驗(yàn)所使用的變頻裝置與對(duì)變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的控制臺(tái)整合為一個(gè)整體，并且在變頻串聯(lián)裝置中設(shè)有過(guò)流保護(hù)裝置；在變壓器的交流耐壓試驗(yàn)中使用的勵(lì)磁變壓器為YDC-10KVA，通過(guò)電容分段器對(duì)勵(lì)磁變壓器的電壓進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)我國(guó)電力行業(yè)的有關(guān)規(guī)定，對(duì)變壓器交流耐壓試驗(yàn)中變壓器的耐壓值應(yīng)能夠達(dá)到變壓器出廠(chǎng)耐壓值的80%以上，要求變壓器的頻率為（55±10）HZ，試驗(yàn)時(shí)間通常保持在2min。在對(duì)變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的過(guò)程中要保證對(duì)變壓器的電壓保護(hù)值不小于試驗(yàn)值的1.1倍。

1.3 變壓器交流耐壓試驗(yàn)的過(guò)程

變壓器交流耐壓試驗(yàn)開(kāi)始之前，需要對(duì)變壓器進(jìn)行放氣操作，同時(shí)還要做好變壓器鐵芯和夾件的接地工作，這兩項(xiàng)工作完成后才能開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3.1 試驗(yàn)過(guò)程中首先就需要對(duì)變壓器的低壓繞組的交流耐壓情況進(jìn)行試驗(yàn)，看其低壓繞組是否符合變壓器運(yùn)行的基本要求，將試驗(yàn)過(guò)程中所測(cè)得數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果沒(méi)有出入，而且在試驗(yàn)過(guò)程中變壓器的絕緣電阻也在5000MΩ以上，則表現(xiàn)低壓繞組不存在異常情況，符合使用的要求。

1.3.2 試驗(yàn)完低壓繞組后則要對(duì)中壓繞組進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)前變壓器的絕緣電阻值為4000MΩ。在試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)則需要將測(cè)試電壓升到110kV，然后再在此切斷電源，觀(guān)察變壓器電壓變?yōu)?的整個(gè)過(guò)程中是否有跳閘及異常放電的情況發(fā)生，如果一切正常則需要再對(duì)變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，此時(shí)宜將電壓進(jìn)行緩慢升高，升至20kV時(shí)，發(fā)現(xiàn)有勵(lì)磁電流出現(xiàn)異常增加的情況，而此時(shí)絕緣電阻測(cè)試值為30MΩ。

1.3.3 在中壓繞組交流耐壓試驗(yàn)完成后，則還需要進(jìn)行高壓繞組的交流耐壓試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其結(jié)果沒(méi)有異常。

通過(guò)對(duì)三次試驗(yàn)結(jié)果分析表明，變壓器的中壓側(cè)繞組絕緣存在異常情況。

2 變壓器中壓側(cè)繞組絕緣問(wèn)題原因分析

外絕緣、主絕緣以及繞組的對(duì)地支撐部分是組成變壓器中壓繞組絕緣的核心部件。在變壓器的氣體絕緣擊穿中其能夠?qū)崿F(xiàn)自我恢復(fù)，而且這類(lèi)的擊穿電壓通常都是比較穩(wěn)定的，一般不會(huì)有電壓值驟降的狀況出現(xiàn)，但是在變壓器的固體絕緣設(shè)備被擊穿的情況下，變壓器自身的絕緣性能就會(huì)喪失，不能夠進(jìn)行自我修復(fù)，所以說(shuō)在對(duì)變壓器的中壓繞組的檢測(cè)中要充分考慮固體絕緣中存在的問(wèn)題。為了能夠找出變壓器絕緣異常的根本原因，在對(duì)變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)之后再對(duì)其進(jìn)行其他的試驗(yàn)，在對(duì)變壓器的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中其絕緣電阻值測(cè)試結(jié)果為30MΩ，對(duì)變壓器套管等部位的絕緣阻值測(cè)量結(jié)果均在2000MΩ以上，所以說(shuō)該變壓器絕緣電阻不是由于套管擊穿產(chǎn)生的，通過(guò)測(cè)量對(duì)鐵芯以及夾件對(duì)地的絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量結(jié)果也均顯示正常；在對(duì)變壓器進(jìn)行耐壓試驗(yàn)之后對(duì)其泄漏電流進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)在變壓器電壓為4kV的時(shí)候變壓器直流泄露值為400μA，繼續(xù)加大電壓為6kV后發(fā)現(xiàn)變壓器的泄露電流為1200μA，之后變壓器出現(xiàn)了跳閘的現(xiàn)象；在變壓器進(jìn)行耐壓試驗(yàn)的過(guò)程中測(cè)試電壓為40kV，而變壓器的泄露電流值經(jīng)測(cè)量顯示為20μA，所以變壓器中壓側(cè)繞組絕緣的問(wèn)題主要是由固體絕緣被擊穿所引起的。

在對(duì)變壓器的中壓繞組絕緣功能的失效的原因調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，主要是由于其中的固體絕緣以及套管的壓板問(wèn)題所引起的，由此可以判斷在該變壓器的中套管的引出線(xiàn)層壓板被擊穿而使得變壓器的中壓繞組絕緣功能喪失。通過(guò)對(duì)層壓板的觀(guān)察發(fā)現(xiàn)其有受潮現(xiàn)象，由此而導(dǎo)致層壓板的導(dǎo)電能力加強(qiáng)，進(jìn)而出現(xiàn)放電，層壓板被擊穿的現(xiàn)象。

將擊穿的層壓板進(jìn)行更換后，再進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，則其試驗(yàn)結(jié)果顯示中壓繞組的電阻值與正常值之間相符合，可以表明更換后的層壓板是正常的。之后還要對(duì)變壓器進(jìn)行抽真空和注油等相關(guān)操作，并將變壓器進(jìn)行放置，48小時(shí)后對(duì)進(jìn)行油化試驗(yàn)、中壓則極化指數(shù)試驗(yàn)及交流耐壓試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果顯示都是符合標(biāo)準(zhǔn)的，至此可以說(shuō)明該變壓器已不存在任何異常問(wèn)題。變壓器可以進(jìn)入正式運(yùn)行使用階段。通過(guò)在使用前進(jìn)行全面的交流耐壓試驗(yàn)檢查發(fā)現(xiàn)已沒(méi)有任何問(wèn)題，所以在先前的試驗(yàn)中出現(xiàn)結(jié)果異常的情況說(shuō)明是由于變壓器中套管引線(xiàn)層壓板出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，問(wèn)題排出后變壓器即驗(yàn)收合格，可以正式進(jìn)行運(yùn)行使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

變壓器在使用前要對(duì)其進(jìn)行科學(xué)、合理的測(cè)試試驗(yàn)，這樣可以通過(guò)試驗(yàn)來(lái)將故障排除。對(duì)于變壓器固體絕緣部分受潮所引起的變壓器絕緣性能失效具有普遍性的問(wèn)題，則需要生產(chǎn)廠(chǎng)家在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)這一問(wèn)題給予更多的重視。不僅需要確保變壓器運(yùn)輸和安全使用過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)環(huán)境濕度的控制，而且還要做好套管引出線(xiàn)的防潮措施，在對(duì)變壓器進(jìn)行接線(xiàn)過(guò)程中，要檢查變壓器層壓板是否存在受潮的問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行解決，確保變壓器性能的穩(wěn)定性和可靠性，使其能夠正常的運(yùn)行。

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