變電運(yùn)行過(guò)程中變壓器電氣試驗(yàn)信息分析

張千千 葉祺

摘要：電力行業(yè)關(guān)系到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，隨著電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大、電力系統(tǒng)的容量的提升，我們對(duì)變電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性提出了更高的要求。變壓器作為變電一次設(shè)備中最為重要的一環(huán)，其發(fā)生故障的概率直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。日常變電工作中，我們通過(guò)例行的電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，來(lái)對(duì)變壓器進(jìn)行全面精準(zhǔn)的狀態(tài)評(píng)估。本文從直流電阻、絕緣電阻、泄漏電流、繞組介損分析、鐵芯絕緣分析和套管介損電容量六個(gè)方面，進(jìn)行變壓器的電氣試驗(yàn)信息分析，從而掌握其運(yùn)行狀態(tài)，可發(fā)現(xiàn)早期缺陷或老化等問(wèn)題。通過(guò)不同類(lèi)大量數(shù)據(jù)比較分析，還能排除干擾，得到更為精準(zhǔn)的判斷，有利于電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)行、變壓器、電氣試驗(yàn)

一、對(duì)繞組直流電阻問(wèn)題的分析

在進(jìn)行變電運(yùn)行過(guò)程中變壓器電氣試驗(yàn)時(shí)變壓器繞組的直流電阻測(cè)量是重要的問(wèn)題之一，有著不可忽視的作用。通過(guò)這項(xiàng)測(cè)試可以更有效的發(fā)現(xiàn)變電運(yùn)行過(guò)程中電流回路的運(yùn)行狀況，如果運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)繞阻匝間短路、內(nèi)部焊接質(zhì)量問(wèn)題、分接開(kāi)關(guān)問(wèn)題以及繞組斷股等現(xiàn)象，該測(cè)試可及時(shí)發(fā)現(xiàn)。通常在測(cè)試過(guò)程中判斷直流電阻是否符合標(biāo)準(zhǔn)的主要依據(jù)是變壓器電阻的不平衡參數(shù)，如果參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)，則直流電阻合格，如果參數(shù)超過(guò)相關(guān)要求，就要對(duì)電路進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)。一般來(lái)說(shuō)如果變壓器在1.6MVA以上，則電阻之間的差異應(yīng)該小于3，且平均值要為2%，線路之間的差異也要小于3[1]。如果變壓器為1.6MVA及其以下，電阻之間的差異要小于3，且平均值不能大于4%。一旦在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)相關(guān)數(shù)值不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，就應(yīng)該立刻進(jìn)行深入檢查，防止變電運(yùn)行出現(xiàn)事故，影響供電安全。

二、絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)分析

絕緣電阻作為變壓器例行診斷的重要試驗(yàn)之一，也是常規(guī)例行試驗(yàn)手段。這一測(cè)試方式主要是對(duì)設(shè)備運(yùn)行一分鐘內(nèi)的絕緣電阻進(jìn)行判斷，通過(guò)其大小和吸收比來(lái)斷定絕緣過(guò)程中是否存在缺陷或者是受潮問(wèn)題，進(jìn)而分析電路運(yùn)行問(wèn)題。

所謂的絕緣電阻具體指的就是在絕緣結(jié)構(gòu)上所通過(guò)直流電壓以及在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的泄露電流的比值。如果在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)絕緣電阻較高，那就可以說(shuō)明電路的絕緣性能相對(duì)比較好，可以防止漏電現(xiàn)象。但是如果絕緣電阻出現(xiàn)

下降現(xiàn)象，則說(shuō)明電流運(yùn)行過(guò)程中存在漏電問(wèn)題，這就需要對(duì)電路設(shè)備進(jìn)行檢查，查看其是否存在老化、受潮等問(wèn)題。一般情況下周?chē)h(huán)境的溫度會(huì)對(duì)絕緣電阻值產(chǎn)生一定影響，正常環(huán)境下電阻值一般為氣溫為20度的值。

在進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)程中要想保證所得結(jié)論符合要求，就要保證變壓器的絕緣電阻滿足以下幾個(gè)要求：

2.1要保證所得的絕緣電阻值能夠換算到同一個(gè)溫度環(huán)境下，在測(cè)試中不同溫度會(huì)產(chǎn)生不同的電阻值，這就失去了測(cè)試的意義，所以必須要將所得結(jié)論轉(zhuǎn)換到同一個(gè)溫度中。然后通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)電阻值的變化，一般來(lái)說(shuō)兩次測(cè)試，第二次不能低于第一次的70%。

2.2要合理控制變壓器的測(cè)量吸收比，一般對(duì)于35kV及以上的變壓器，在正常溫度環(huán)境下其吸收比要大于1.3，如果在測(cè)試過(guò)程中吸收比低于這一值時(shí)就要進(jìn)行極化指數(shù)測(cè)量，要保證其極化指數(shù)大于1.5。

2.3如果在測(cè)量過(guò)程中絕緣電阻大于10000MΩ，就要嚴(yán)格控制其吸收比或者是極化指數(shù)，要保證吸收比大于1.1或者極化指數(shù)大于1.3，這樣才能保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

三、針對(duì)泄漏電流問(wèn)題的分析

與絕緣電阻測(cè)量的基本原理和方法比較相似，在測(cè)量泄漏電流時(shí)也要查看相關(guān)數(shù)據(jù)的值。但是在進(jìn)行漏電測(cè)試時(shí)所需要的電壓更高，在測(cè)量時(shí)必須要具備較高的靈敏性和準(zhǔn)確性。這就對(duì)測(cè)試能力提出了更高要求，在當(dāng)前對(duì)泄漏電流的測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，所采用的測(cè)試方式仍然存在很多問(wèn)題，使得這些測(cè)試不能真正發(fā)現(xiàn)電力變壓器存在的問(wèn)題，影響試驗(yàn)質(zhì)量。

由于在測(cè)試泄漏電流值時(shí)需要考慮溫度、絕緣結(jié)構(gòu)等問(wèn)題，因此針對(duì)這一問(wèn)題在《電力變壓器預(yù)試驗(yàn)規(guī)程》中并沒(méi)有給出具體的要求。通常來(lái)說(shuō)，如果采用的是220kV的變壓器，那么就要將泄漏電流值控制在50μA以內(nèi)，一旦泄露電流值介于50μA到80μA之間，就要針對(duì)這一問(wèn)題起到足夠的重視，如果大于80μA，就可以將其判斷為不良狀態(tài)，并且采取適當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q這一問(wèn)題。另外，在測(cè)量過(guò)程中要合理觀察每年的變化，保證年測(cè)量要小于上一年的50%。

四、繞組介損分析

介質(zhì)損耗角正切值也可以叫做介質(zhì)損耗因數(shù)或簡(jiǎn)稱為介損，用tanδ來(lái)表示。測(cè)量介損是一項(xiàng)靈敏度比較高的試驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)它可以發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備絕緣整體受潮、劣化變質(zhì)及小體積被試電力設(shè)備貫通和未貫通的局部缺陷等。

通常時(shí)候，介損值tanδ會(huì)伴隨著溫度的升高而有所增大，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的時(shí)候，溫度是以變壓器的頂層油溫為準(zhǔn)的，因?yàn)槊看卧囼?yàn)時(shí)電力變壓器的溫度都是變化的，所以應(yīng)該將不同溫度下測(cè)得的介損值換算到溫度為加℃時(shí)的介損值。

五、鐵芯的絕緣分析

變壓器在正常的運(yùn)行條件下，由于變壓器繞組產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致寄生電容的產(chǎn)生。變壓器繞組產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)受到電磁感應(yīng)的作用，會(huì)在低壓繞組與鐵芯之間、高低壓繞組之間、設(shè)備外殼與鐵芯之間都產(chǎn)生寄生電容，使得鐵芯受寄生電容與帶點(diǎn)繞組的共同作用產(chǎn)生電位。通常鐵芯不會(huì)進(jìn)行多點(diǎn)接地。一旦兩點(diǎn)之間的電位差達(dá)到能夠擊穿絕緣的閾值，則會(huì)產(chǎn)生電火花。經(jīng)過(guò)不斷的積累，就會(huì)對(duì)變壓器和固體絕緣產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

為了防止產(chǎn)生的電位差對(duì)變壓器造成影響，可以將設(shè)備外殼與鐵芯進(jìn)行連接，使得外殼與鐵芯呈現(xiàn)等位的狀態(tài)。若使用多點(diǎn)接地，則會(huì)在不同的接地點(diǎn)產(chǎn)生不同的店電位，引發(fā)局部過(guò)熱使得絕緣油分解，甚至?xí)霈F(xiàn)鐵芯損壞、影響變壓器正常運(yùn)行的情況發(fā)生。

六、電容型套管介損及電容量分析

高壓套管一般都采用油紙電容型的絕緣結(jié)構(gòu)，這類(lèi)絕緣結(jié)構(gòu)既經(jīng)濟(jì)又比較實(shí)用。然而，當(dāng)絕緣結(jié)構(gòu)中的紙纖維吸收了水分之后，就會(huì)加強(qiáng)它的導(dǎo)電性能，機(jī)械性能也會(huì)減弱從而造成絕緣破壞。受潮紙纖維中的水分有可能來(lái)自絕緣油也有可能來(lái)緣于原本就存在的局部受潮的部分，這一類(lèi)的電力設(shè)備受潮之后，介損會(huì)有所增加。另外，在變壓器油等這類(lèi)液體的絕緣材料如果受到了污染之后，極性物質(zhì)會(huì)增加，從而導(dǎo)致介損也會(huì)上升。同時(shí)，通過(guò)電容量的變化也能夠發(fā)現(xiàn)電容型設(shè)備絕緣的損壞，例如如果有一個(gè)或者幾個(gè)電容屏發(fā)生擊穿短路的時(shí)候，電容量就會(huì)明顯的上升。

因此，通過(guò)介損以及電容量能夠有效地體現(xiàn)出絕緣受潮以及其他一些局部的缺陷，尤其是測(cè)量末屏，更加能夠幫助發(fā)現(xiàn)缺陷。另外，電容型套管的電容量比較小，很容易遭受到各種各樣的干擾。

七、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上六個(gè)方面交叉比對(duì)分析，能夠?qū)ψ儔浩鬟M(jìn)行更為全面客觀的運(yùn)行狀態(tài)分析，可發(fā)現(xiàn)早期缺陷或老化等問(wèn)題。也能通過(guò)多項(xiàng)數(shù)據(jù)比對(duì)，排除試驗(yàn)中的干擾，得到更為精準(zhǔn)的判斷，有利于電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，線路和電纜監(jiān)測(cè)技術(shù)和故障定位技術(shù)也在不斷提升，在未來(lái)，將變電檢測(cè)與線路電纜等工作相結(jié)合，共同系統(tǒng)性地進(jìn)行故障梳理和分析，將更有利于提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧月輝.變電運(yùn)行過(guò)程中變壓器電氣試驗(yàn)信息分析[J].裝備制造，2014（S2）：133-134.

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