變壓器交流耐壓試驗(yàn)異常分析及處理

楊趙武，柳小東

(中國水利水電第十四工程局有限公司 ，昆明 650001)

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變壓器交流耐壓試驗(yàn)異常分析及處理

楊趙武，柳小東

(中國水利水電第十四工程局有限公司 ，昆明 650001)

本文從變壓器交流耐壓試驗(yàn)的實(shí)際案例入手對變壓器交流耐壓試驗(yàn)展開粗淺的分析，并進(jìn)一步剖析了變壓器異常原因的查找方法與處理辦法，以期確保變壓器能夠始終處在最佳的工況下運(yùn)行。

變壓器；交流耐壓試驗(yàn)；變壓器異常原因；異常處理

通過交流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蛴行Оl(fā)現(xiàn)變壓器制造材料存在的缺陷以及由于外在因素造成的絕緣缺陷，進(jìn)而及時(shí)解決缺陷并確保變壓器質(zhì)量，提高供電可靠性。因此，在變壓器投入使用前進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)十分必要。

1 變壓器交流耐壓試驗(yàn)

1.1 被測試變壓器的基本參數(shù)

變壓器型號:SFSZ10-240000/220；變壓器額定電壓:(220±8×1.25%)/117/37 kV；變壓器聯(lián)結(jié)組別:YNyn0d11。該變壓器在出廠試驗(yàn)時(shí)，其高壓側(cè)中性點(diǎn)的對地交流耐壓值為220 kV，中壓側(cè)中性點(diǎn)的對地交流耐壓值為140 kV，低壓繞組的對地交流耐壓值為85 kV，且所有的耐壓時(shí)間均為1 min。

1.2 試驗(yàn)原理及其試驗(yàn)儀器的基本參數(shù)

在現(xiàn)場試驗(yàn)過程中，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的工頻定頻交流耐壓試驗(yàn)無法滿足實(shí)際試驗(yàn)需求，所以在現(xiàn)場試驗(yàn)過程中普遍采用變頻諧波原理對電壓電流進(jìn)行補(bǔ)償，從而大大降低現(xiàn)場施工對電源的實(shí)際需求以及試驗(yàn)設(shè)備的容量需求，在試驗(yàn)過程中具體接線方法如圖1所示。根據(jù)電路原理可知，當(dāng)串聯(lián)諧振發(fā)生在試驗(yàn)回路時(shí)，試驗(yàn)回路之中所需要的電流容量極小，所以，可在試驗(yàn)過程中充分利用串聯(lián)諧振來降低電流容量需求，使輸出電壓達(dá)到最小程度。

VF-變頻電源及控制箱；T-勵(lì)磁變壓器；L-電抗器；LV-濾波器；C-分壓器；Cx-被試品。圖1 交流耐壓試驗(yàn)接線圖Fig.1 AC voltage test wiring diagram

本文主要以某供電企業(yè)的變壓器交流耐壓試驗(yàn)為例子，該供電企業(yè)采用變頻串聯(lián)諧振裝置作為交流耐壓試驗(yàn)過程中的試驗(yàn)設(shè)備，具體參數(shù)如下：220 kV單相交流電源作為試驗(yàn)電源；6塊額定電壓為37 kV的電抗器裝置到變頻串聯(lián)裝置之中，并將每一節(jié)電抗器的額定電容量均設(shè)置為40 kVA；整合變頻裝置和試驗(yàn)控制臺且要將過流保護(hù)裝置放在變頻串聯(lián)裝置之中；使用型號為YDC-10KCA的勵(lì)磁變壓器在變壓器交流耐壓試驗(yàn)中。結(jié)合我國電力行業(yè)的相關(guān)規(guī)定可知，在對變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)的過程中，試驗(yàn)時(shí)間1 min，頻率為45 Hz～65 Hz，所得耐壓值不能小于變壓器出廠時(shí)耐壓值的80%。各參數(shù)具體估算如表1所示。

1.3 變壓器交流耐壓試驗(yàn)經(jīng)過分析

在進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)之前，必須要對變壓器進(jìn)行放氣操作，同時(shí)確保變壓器的鐵心、夾件、外殼接地等各項(xiàng)狀態(tài)符合設(shè)置要求，方可進(jìn)行變壓器交流耐壓試驗(yàn)。

表1 試驗(yàn)電流和頻率估算值Tab.1 Estimated values of test current and frequency

對變壓器的低壓繞組進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，若試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)值與計(jì)算值相同，且試驗(yàn)前后的絕緣電阻大于4 000 MΩ，試驗(yàn)則算通過。對變壓器中壓繞組進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，將電壓逐步升至100 kV后逐漸歸零，若此時(shí)的試驗(yàn)裝置沒有發(fā)生跳閘問題，也沒有出現(xiàn)異常放電響聲則再次進(jìn)行試驗(yàn)。而將電壓升高至10 kV以后將電壓歸零，可以發(fā)現(xiàn)110 kV側(cè)繞組對地絕緣電阻僅為28 MΩ，而試驗(yàn)前的絕緣電阻值卻大于4 000 MΩ。所以，為進(jìn)一步判斷變壓器異常原因，找到故障發(fā)生的部位，則繼續(xù)對高壓繞組進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。高壓繞組交流耐壓試驗(yàn)后期絕緣電阻值大于4 000 MΩ，所以，還要繼續(xù)對中壓繞組進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。若此時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果仍然與前一次的試驗(yàn)結(jié)果相同，則可以初步斷定變壓器的異常情況是發(fā)生在變壓器的中壓繞組上。

2 變壓器異常原因查找及處理分析

當(dāng)氣體絕緣與油間隙絕緣發(fā)生擊穿時(shí)，其自身往往具備一定的恢復(fù)性且擊穿后的電壓較為穩(wěn)定不會出現(xiàn)明顯的電壓值下降問題，但若固體絕緣發(fā)生擊穿，那么不僅其自身的絕緣性能不會恢復(fù)，還會完全喪失并出現(xiàn)明顯的電壓值降低問題。本文所試驗(yàn)的變壓器中壓繞組絕緣擊穿恰恰符合固體絕緣擊穿的基本特性，所以，在對變壓器中壓繞組絕緣擊穿部位進(jìn)行判別時(shí)，可側(cè)重于固定絕緣部位的判斷。為了能夠更好地判別變壓器發(fā)生異常的原因所在，對變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)后還應(yīng)額外增加試驗(yàn)項(xiàng)目。

通過對絕緣電阻的測量，可以清楚看到110 kV側(cè)繞組的對地絕緣電阻僅為28 MΩ，對中壓測套管末屏對中壓繞組及外殼之間的絕緣電阻值進(jìn)行測量可以發(fā)現(xiàn)，此時(shí)的電阻值與耐壓前的試驗(yàn)值并沒有明顯差別，均大于1 000 MΩ。因此，可排除由套管主絕緣擊穿這一原因。選擇將變壓器的所有繞組短路接地這種方式測量其鐵心對地及夾件對地的絕緣電阻值，與耐壓前的電阻值相比此時(shí)的電阻值仍沒有明顯的差別，均大于2 000 MΩ。所以，同樣可以排除是因?yàn)樽儔浩鲓A件支撐件絕緣不好而引發(fā)的中壓繞組喪失絕緣的情況。在耐壓試驗(yàn)以后還應(yīng)該對直流泄露電流進(jìn)行測量，可以看到當(dāng)電壓加至2 kV時(shí)，相對應(yīng)的泄漏達(dá)到了238 μA，當(dāng)電壓加至6 kV時(shí)，相對應(yīng)的泄漏則達(dá)到了1 024 μA，之后試驗(yàn)裝置也自動(dòng)跳閘。而如若將電壓加到40 kV此時(shí)的泄漏電流則達(dá)到11 μA，可以斷定變壓器的固體絕緣被擊穿。

一般情況下只有套管引出線層壓板被擊穿，才會導(dǎo)致中壓繞組喪失絕緣。所以，變壓器的固體絕緣擊穿部位應(yīng)該就是套管引出線層壓板。此時(shí)，變壓器的安裝施工人員與廠家技術(shù)人員則可以采取打開變壓器中壓升高座套引線接線手孔的方法進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)套管引線層壓板出現(xiàn)異常，就可以對擊穿部位進(jìn)行進(jìn)一步的確認(rèn)。更換全新的套管引出線層壓板后，還應(yīng)該重新進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，如若此時(shí)所得試驗(yàn)結(jié)果的顯示電阻值與正常之間符合標(biāo)準(zhǔn)，那么就可以確定更換后的套管引出線層壓板是正常的。此外，還要對變壓器進(jìn)行相關(guān)的抽真空、注油操作，并將變壓器放置48 h以后，再進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)、交流耐壓試驗(yàn)，確保各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果都能夠滿足實(shí)際需求，也就可以進(jìn)一步表明該變壓器并不存在任何異常，可以正常進(jìn)入到投產(chǎn)使用階段。

3 結(jié)語

通過本文的粗淺闡述，希望進(jìn)一步加深同行們對交流耐壓試驗(yàn)重要性的認(rèn)識，從而讓廣大電氣工作者在投入使用變壓器前都能夠做好相應(yīng)的交流耐壓試驗(yàn)，及時(shí)查處變壓器存在的異常問題并予以解決，進(jìn)而使變壓器始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)之下。

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Analysis and treatment of abnormal AC voltage test of transformer

YANG Zhao-wu, LIU Xiao-dong

(The Fourteenth Engineering Bureau China Water Resources and Hydropower Co., Ltd., Kunming 650001, China)

In this paper, the actual case of transformer AC voltage test is analyzed, and the searching method and handling method of transformer abnormality are analyzed so as to ensure the optimal operation of transformer.

Transformer; AC voltage test; Abnormal cause of transformer; Exception handling

2016-12-10

楊趙武(1989-)，男，本科，助理工程師； 柳小東(1989-)，男，本科，助理工程師。

TM406

B

1674-8646(2017)04-0156-02