電力變壓器的高壓試驗(yàn)技術(shù)研究

蘇健

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉林供電局變電管理所 廣西玉林市 537000）

電力變壓器的高壓試驗(yàn)技術(shù)研究

蘇健

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉林供電局變電管理所 廣西玉林市 537000）

近些年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷上升，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)力也在不斷提高，帶動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)飛速發(fā)展。作為電力系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分，電力變壓器經(jīng)常投入到電氣設(shè)備的使用過程當(dāng)中，同時(shí)這也是發(fā)電廠的常用設(shè)備。電力變壓器的使用效率將直接關(guān)系到整個(gè)發(fā)電、供電和用電的質(zhì)量。因此，我們必須要重視對(duì)電力變壓器的高壓試驗(yàn)，研究其試驗(yàn)的條件、方法、故障的診斷方法等等。

電力變壓器；高壓試驗(yàn)；常見故障；診斷措施

1 前言

為了有效的預(yù)防故障，必須要對(duì)其有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，然后再采取相應(yīng)的措施對(duì)這些故障加以處理，從而保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行。而在進(jìn)行電力變壓器高壓試驗(yàn)時(shí)，往往還存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，所以在進(jìn)行試驗(yàn)之前，必須要充分考慮各個(gè)方面因素的影響，在保證安全的基礎(chǔ)上確保試驗(yàn)的順利完成，對(duì)于試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法及試驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行全面的了解和分析，作出科學(xué)合理的判斷。因此對(duì)于電力變壓器的高壓試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行研究有著非常重要的意義。

2 電力變壓器的高壓試驗(yàn)的條件

在電力變壓器開始進(jìn)行高壓試驗(yàn)之前，為了確保高壓試驗(yàn)按照規(guī)范的流程進(jìn)行并且保證高壓試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，相關(guān)試驗(yàn)人員需要對(duì)高壓試驗(yàn)所涉及到的額定條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)目紤]，同時(shí)盡可能對(duì)其中的共性條件進(jìn)行科學(xué)提取，從而有效提高電力變壓器高壓試驗(yàn)的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。

2.1 對(duì)于額定電壓和電容進(jìn)行有效控制

在具體的電力變壓器高壓試驗(yàn)活動(dòng)當(dāng)中，不僅需要對(duì)周圍環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行有效控制，同時(shí)對(duì)電力變壓器的額定電壓和電容進(jìn)行有效控制也十分重要，只有對(duì)于電力變壓器的額定電壓以及電容進(jìn)行有效得空控制，才能夠更好地保證電力變壓器的散熱性能，預(yù)防由于額定電壓和電容超標(biāo)而給電力變壓器造成損壞。

2.2 保障變壓器的絕緣性

為了能夠確保電力變壓器高壓試驗(yàn)活動(dòng)的順利進(jìn)行，除了需要對(duì)周圍環(huán)境的溫度和濕度嚴(yán)加控制，對(duì)額定電壓和電容進(jìn)行有效控制而外，還必須要注意對(duì)變壓器的絕緣性的保障。首先，確保高壓試驗(yàn)環(huán)境溫度和濕度的適當(dāng)性，對(duì)有可能會(huì)影響電力變壓器絕緣性的污垢、污漬等進(jìn)行清除，確保電力變壓器的絕緣性不會(huì)受到影響，從而為電力變壓器的高壓試驗(yàn)提供更有力的保障。

2.3 采取有效的安全措施

首先必須要嚴(yán)格按照規(guī)定來做好相應(yīng)的防護(hù)任務(wù)，在試驗(yàn)場(chǎng)地周圍安裝好安全網(wǎng)，同時(shí)還要在高壓現(xiàn)場(chǎng)掛好警示牌，從而防止人員誤入而對(duì)其造成傷害。在試驗(yàn)的過程中，還必須要專門安排工作人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡視，從而確保試驗(yàn)的安全進(jìn)行。在試驗(yàn)的過程中，各個(gè)工作人員必須要有明確的分工，這也是保證試驗(yàn)得以安全進(jìn)行的一個(gè)必要條件，通過科學(xué)的分工能夠更好地協(xié)調(diào)隊(duì)伍，從而使得工作效率得以有效的提高。合理地對(duì)于各項(xiàng)工作加以部署，從而使得每一個(gè)工作人員都能夠各司其職，有效防止因?yàn)榉止げ幻鞔_而造成的安全隱患。每一個(gè)部分的負(fù)責(zé)人應(yīng)該對(duì)于所有的細(xì)節(jié)進(jìn)行認(rèn)真的檢查，確保不存在安全隱患之后，才能夠開展試驗(yàn)，同時(shí)在所有的試驗(yàn)項(xiàng)目完成之后，并且等到所有的工作人員都撤離到安全區(qū)域之后，才能夠撤除安全網(wǎng)。

3 電力變壓器的高壓試驗(yàn)的方法

①必須要嚴(yán)格按照電力變壓器的接線原理圖來對(duì)于引線進(jìn)行連接，而且還要確保變壓器和控制箱接地的安全和可靠；②在進(jìn)行電力變壓器高壓試驗(yàn)之前，還必須要認(rèn)真仔細(xì)地對(duì)于各個(gè)部分的接線加以檢查，檢查接線的接觸是否良好，同時(shí)對(duì)于控制箱中的調(diào)壓器進(jìn)行檢查，必須要保證調(diào)壓器是調(diào)整到“零”為的，才能夠開始高壓試驗(yàn)；③接通電力變壓器的電源，在綠色指示燈亮后才能夠按下啟動(dòng)按鈕，而在紅色指示燈點(diǎn)亮之后，就應(yīng)該等待升壓；④現(xiàn)場(chǎng)的工作人員應(yīng)該沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)控制箱中的調(diào)壓器手柄，在旋轉(zhuǎn)的過程中，必須要保持勻速的狀態(tài)，然后緩慢地進(jìn)行升壓，在升壓的過程中，對(duì)于儀表指針的變化情況加以仔細(xì)觀察。以空載試驗(yàn)為例，在空載試驗(yàn)中，首先要以線路圖為依據(jù)進(jìn)行接線，然后選擇需要的儀表及其量程，儀器選擇完成后，對(duì)電路連線進(jìn)行重復(fù)檢查，確保其正確，在確認(rèn)接線無誤后，就可以按下啟動(dòng)開關(guān)進(jìn)行升壓。又比如在繞組直組的測(cè)定中，通常可以選擇兩種方法，即直流伏安法與電橋法，其中直流伏安法的具體應(yīng)用為：采用具有穩(wěn)定電壓的直流電源，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓表的保護(hù)，需將按鈕開關(guān)串聯(lián)在其中。在測(cè)量中，先關(guān)閉電源開關(guān)，待電流穩(wěn)定，按下保護(hù)開關(guān)，將電壓表接通，對(duì)繞組兩端電壓進(jìn)行測(cè)量。在完成測(cè)量后將保護(hù)開關(guān)松開，即先斷開電壓表，確保電源斷開時(shí)繞組產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電壓表造成損壞的問題得到避免。對(duì)于小電阻測(cè)量，由于電壓表的分錄電流，采用如下公式來計(jì)算被側(cè)繞組的直流電阻：

r=U/（I-U/rv）

而辟出電壓表分流，則可用r=U/I，與實(shí)際電阻相比，計(jì)算值偏小。

在大電阻測(cè)量中，由于電流表內(nèi)阻rA上的電壓降，可以采用如下公式來計(jì)算被側(cè)繞組的電阻：

r=（U-rAI）/I

不考慮電流表內(nèi)阻分壓，則用r=U/I來計(jì)算內(nèi)阻。通過三次測(cè)量，取平均值則得出繞組直流電阻。

4 電力變壓器運(yùn)行中常見故障

4.1 變壓器過熱故障

變壓器過熱是電力變壓器高壓試驗(yàn)中最常見的故障之一，這一故障的存在不僅僅會(huì)對(duì)變壓器的安全運(yùn)行造成重要的影響，同時(shí)還會(huì)大大縮短變壓器的使用壽命。在變壓器運(yùn)行的過程中，變壓器是通過將電壓等級(jí)進(jìn)行升高或者是降低來將功率輸送出去，而一旦變壓器帶電，就會(huì)產(chǎn)生損耗，在電能經(jīng)過變壓器的時(shí)候，大部分的電能都會(huì)被輸送出去，但是由于受到材料的影響，往往還有一部分電能會(huì)被轉(zhuǎn)化為熱能，在其轉(zhuǎn)化為熱能之后，會(huì)使得變壓器繞組、鐵芯以及其它構(gòu)件的溫度升高，而且熱量還會(huì)向周圍輻射。如果在變壓器運(yùn)行過程中，產(chǎn)熱量和散熱量達(dá)到了平衡的狀態(tài)，那么各個(gè)部件溫度的變化情況不會(huì)很大，但是如果當(dāng)發(fā)熱量大于了散熱量，就會(huì)引起變壓器部件的過熱。而由于過熱所導(dǎo)致的缺陷、故障以及事故，都被稱為過熱故障。變壓器的過熱故障常常發(fā)生于繞組、鐵芯、油、夾件、分接開關(guān)和連接螺栓等，之所以會(huì)出現(xiàn)變壓器過熱故障，主要原因來自于以下幾個(gè)方面：①由于變壓器組件的制造工藝存在缺陷；②在產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)倪^程中，變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)了松動(dòng)或者脫落的情況；③檢修不到位；④運(yùn)行環(huán)境過于惡劣。

在電力變壓器的運(yùn)行過程中，鐵芯過熱故障、繞組過熱故障及油箱局部過熱故障都是常見的過熱故障，其中鐵芯過熱故障多是由于變壓器的設(shè)計(jì)和制造工藝方面存在問題，進(jìn)而導(dǎo)致鐵芯多點(diǎn)接地或者是短路而產(chǎn)生的。而繞組過熱故障又可以分為三種情況，分別是異常運(yùn)行過熱故障、發(fā)熱異常型過熱故障和散熱異常型過熱故障，繞組的過熱故障有可能會(huì)導(dǎo)致變壓器匝間短路或者是對(duì)鐵芯放電事故的發(fā)生。而油箱局部過熱主要是由于渦流集中所引起的。

4.2 變壓器絕緣故障

對(duì)于電力變壓器而言，絕緣系統(tǒng)是其一個(gè)非常重要的組成部分，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都與絕緣系統(tǒng)的性能有著密不可分的關(guān)系，所以說變壓器的絕緣系統(tǒng)在很大程度上影響著其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。而在變壓器的運(yùn)行過程中，由于絕緣故障所導(dǎo)致的問題是十分常見的，如果絕緣系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，往往都需要返廠進(jìn)行大修，而且修復(fù)的周期也十分長(zhǎng)。而變壓器的絕緣故障一般可以分為工頻電壓下的絕緣故障和過電壓下的絕緣故障。所謂的工頻電壓下的絕緣故障是指的變壓器在正常運(yùn)行的情況下，由于受到外界環(huán)境中水分子、雜質(zhì)等因素的影響，從而使得局部的場(chǎng)強(qiáng)發(fā)生變化，進(jìn)一步導(dǎo)致絕緣環(huán)境發(fā)生變化，最終引起絕緣事故，一般來說，引起絕緣故障的具體因素有絕緣受潮、懸浮導(dǎo)體或金屬遺留物或絕緣本身存在雜質(zhì)。而過電壓下的絕緣故障則是指的變壓器在運(yùn)行過程中遭受過電壓，從而使得強(qiáng)電場(chǎng)將絕緣擊穿的事故。一般而言，過電壓故障又可以分為暫時(shí)過電壓故障、雷電過電壓故障、操作過電壓故障和快速瞬時(shí)變過電壓故障。

5 電力變壓器的高壓試驗(yàn)的診斷方法

5.1 電氣試驗(yàn)方法

在進(jìn)行電力變壓器高壓試驗(yàn)的過程中，可以通過電氣試驗(yàn)方法來對(duì)于故障進(jìn)行分析，在對(duì)該方法加以使用的過程中：①可以對(duì)于電力變壓器的直流電阻進(jìn)行測(cè)量，從而判斷電力變壓器是否出現(xiàn)了斷線故障、短路故障以及分接頭接觸不良故障。在進(jìn)行測(cè)量的過程中，必須要注意需要把所有測(cè)量的結(jié)果換算到20℃所對(duì)應(yīng)的值，而且對(duì)于各相所測(cè)得的結(jié)果，必須要保證其差值在平均值的4%以內(nèi)。②還可以通過對(duì)于變壓器絕緣電阻和極化指數(shù)的測(cè)量來對(duì)變壓器是否出現(xiàn)大面積受潮故障和絕緣擊穿故障加以判斷，如果絕緣電阻高于出廠試驗(yàn)的70%，而且吸收比大于了1.3，則表明變壓器不存在大面積受潮的現(xiàn)象，電力變壓器的絕緣電阻的狀態(tài)及極化指數(shù)可以參照表1。

表1 絕緣電阻的狀態(tài)與極化指數(shù)的關(guān)系

5.2 泄露電流的測(cè)量

在對(duì)電力變壓器泄漏電流進(jìn)行測(cè)量之前，必須要事先做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備好相關(guān)的儀器，一般對(duì)于泄露電流的測(cè)量都是通過數(shù)顯泄露電流測(cè)試儀來獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在使用該儀器時(shí)，必須要注意對(duì)于其電壓的控制，一般在試驗(yàn)的過程中，都是將電壓控制在2.5kV以下，如果在試驗(yàn)的過程中出現(xiàn)了直流兆歐表不能夠滿足電壓要求的情況，則可以采用加直流高壓的試驗(yàn)方法，這樣就能夠使得測(cè)量的結(jié)果更為精確。

6 結(jié)束語

通過上述分析可以得知，電力變壓器高壓試驗(yàn)對(duì)于供電、發(fā)電和用電來說都具有十分重要的意義。本文對(duì)電力變壓器高壓試驗(yàn)進(jìn)行了多方位的分析和研究，包括試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法，常見故障以及故障的解決措施等等。希望通過本文的分析能夠給予讀者有價(jià)值的參考意見。

[1]張少國(guó).電力變壓器的電氣高壓試驗(yàn)技術(shù)探討[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2014（27）：82.

[2]黃開溶.電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)及故障處理研究[J].江西建材，2015（1）：226.

TM41

A

1004-7344（2016）26-0093-02

2016-7-5

蘇?。?989-），男，漢族，廣西玉林人，助理工程師，本科，主要從事電氣試驗(yàn)工作。