高壓試驗中變壓器試驗問題及故障處理方法研究

梁鵬杰

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名供電局，廣東 茂名 525000）

0 引 言

隨著我國現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，人們對變壓器絕緣性能進(jìn)行監(jiān)測的技術(shù)手段越來越多。在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用時，主要使用介質(zhì)損失角、全絕緣吸收比以及直流電阻等測試技術(shù)。這些技術(shù)在應(yīng)用時具備一定的效果，但是因為測試人員經(jīng)常會忽略試驗過程中的細(xì)節(jié)，導(dǎo)致測試結(jié)果不夠精確，無法真實反應(yīng)設(shè)備絕緣性能的優(yōu)劣，最終影響對設(shè)備狀態(tài)的判斷。因此，相關(guān)人員在進(jìn)行試驗時，必須做好細(xì)節(jié)的管控。

1 高壓試驗中影響變壓器試驗結(jié)果的因素

變壓器高壓試驗主要涉及絕緣電阻、高壓耐壓以及空載變壓等試驗內(nèi)容，作用在于幫助發(fā)現(xiàn)并解決變壓器故障，保障設(shè)備安全運(yùn)行。

1.1 套管潔凈度對介損的影響

變壓器套管介損常被用于套管絕緣優(yōu)劣的判斷。為盡可能排除外界干擾，通常選用正接法加以測量，但在試驗過程中普遍存在介損測量值超標(biāo)的問題。造成這一現(xiàn)象的原因除了與測量儀器精度不夠、抗干擾能力有限等因素有關(guān)外，更大程度上與套管自身有關(guān)?，F(xiàn)場試驗表明，套管傘裙潮濕、臟污等會導(dǎo)致介損明顯偏大甚至超出管理值，對試驗人員判斷造成干擾。通常，進(jìn)行清潔后介損值會顯著降低。由此可以看出，套管傘裙?jié)崈舳葘閾p的影響不容忽視。

1.2 環(huán)境溫濕度對絕緣電阻的影響

絕緣電阻試驗是變壓器高壓試驗的重要內(nèi)容，也是問題頻發(fā)的一個環(huán)節(jié)。其中，溫度與濕度的不良影響最常見，這是因為變壓器絕緣體對溫濕度十分敏感。特別是環(huán)境溫度，溫度的變化會引起離子的運(yùn)動速度變化，進(jìn)而引起絕緣電阻值的降低或升高。一般情況下，如果其他試驗條件不變僅有環(huán)境溫度在不斷升高，則會加快絕緣內(nèi)部離子、分子等的運(yùn)動，且溫度越高運(yùn)動越劇烈，如此變壓器絕緣電阻值隨著絕緣電阻極化效果的增大而降低，期間絕緣體中的雜質(zhì)也會隨之溶解，從而進(jìn)一步降低電阻值[1]。如果環(huán)境溫度在常溫下絕緣體表面會有凝結(jié)物的生成，加之表面污濁會降低變壓器絕緣阻值，顯然溫度無論高低對變壓器絕緣電阻試驗都有不良影響。當(dāng)環(huán)境濕度過大時，絕緣層中的水分會受到電場效應(yīng)的影響而攜帶正電荷。若變壓器此時為正極性電壓水分子，則會因排斥作用向絕緣表層靠攏，導(dǎo)致絕緣體受潮并降低絕緣阻值；反之，水分子會逐漸靠近變壓器影響泄漏電流的測量。因此，在變壓器高壓試驗過程中必須嚴(yán)格控制環(huán)境溫度與濕度。

1.3 其他影響

除了這些問題外，變壓器高壓試驗還會受到其他因素的干擾，如電磁干擾，因為變電站是電場、磁場、操作沖擊、雷電沖擊以及各種放電現(xiàn)象的集合，構(gòu)成的電磁環(huán)境復(fù)雜而惡劣，會影響變壓器的試驗過程和結(jié)果。同時，之所以強(qiáng)調(diào)嚴(yán)禁在雷雨天氣下開展電氣試驗，一是因為變壓器會受到雨水侵蝕變潮影響絕緣效果，并干擾滲漏電流的測量結(jié)果；二是因為雷電沖擊波幅值很大，繞組首端線匝之間電壓會瞬間升高甚至造成絕緣擊穿，既影響雷電沖擊電壓試驗，又可能損壞變壓器。

2 高壓試驗中變壓器試驗問題及故障處理方法

2.1 繞組變形試驗異常及其處理

變壓器發(fā)生近區(qū)短路時往往伴隨著巨大的短路電流和電動力，引發(fā)繞組變形等機(jī)械損傷，進(jìn)而造成局部放電、匝間短路、絕緣損壞等，對變壓器具有較強(qiáng)的破壞力。在嚴(yán)重情況下，經(jīng)繞組變形測試儀測試后通常會發(fā)現(xiàn)繞組波形與出廠波形存在較大差異。究其原因，可能與繞組設(shè)計制作有關(guān)，如材料強(qiáng)度不足、纏繞不緊、加壓不均以及干燥不夠等，也可能與運(yùn)行有關(guān)，如出口短路頻繁相互干擾或期間發(fā)生傾斜、碰撞等[2]。對于此類問題可以采取如下措施：（1）提升繞組的承受能力，即選用的繞組需滿足加壓均勻、纏繞緊致、同心度偏差處于允許范圍內(nèi)等質(zhì)量要求，并嚴(yán)格進(jìn)行抗短路、絕緣性等性能檢驗，保證達(dá)標(biāo)后方可使用；（2）注意保持墊片充分干燥，遵守操作規(guī)程，盡可能地減少繞組變形和變壓器短路風(fēng)險。

2.2 油位異常及其處理

變壓器油位異常的危害不容小覷。當(dāng)其油面低至一定程度時，可能會導(dǎo)致輕瓦斯保護(hù)發(fā)生誤動作；當(dāng)缺油狀態(tài)嚴(yán)重時，易降低絕緣性甚至出現(xiàn)絕緣擊穿事故；當(dāng)缺油且停用時，則會暴露繞組，使之受潮而降低絕緣水平。因此，對于變壓器油位異常情況，要結(jié)合故障表現(xiàn)判明原因，并采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?/p>

如果變壓器油位異常由密封圈所致且不太嚴(yán)重，緊固螺絲不再漏油即可；反之，需要更換耐油耐高溫的密封墊，并對其進(jìn)行老化試驗判斷和變壓器油是否相容判斷，以此獲得良好的密封性。若為油管老化所致且不太嚴(yán)重，可用高分子材料等技術(shù)進(jìn)行專業(yè)的修復(fù)；反之，則要更換密封良好、穩(wěn)定耐用的油管。如果油位異常與套管內(nèi)漏有關(guān)，需要視具體部位采取措施。對于焊接處漏油，應(yīng)先確定滲漏點，待清洗后明確源頭，配以水油兼容性補(bǔ)劑密封與固化；對于鑄鐵件裂紋滲漏，應(yīng)在漏點位置用手錘鉚死或打入鉛絲，隨后清洗、修補(bǔ)用鈦鋼膠密封等。如果變壓器油位異常與表計卡澀有關(guān)，應(yīng)規(guī)范安裝操作，保證油位計指針、連桿動作靈活順暢，以防出現(xiàn)假油位[3]。

2.3 升壓速度及其控制

變壓器的運(yùn)行狀態(tài)并不是一成不變的，而是需要通過升壓來實現(xiàn)，且理想狀態(tài)下升壓速度對變壓器無影響。在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，升壓速度會影響變壓器的泄漏電流。如果為大型變壓器，經(jīng)微安表測量的泄漏電流值會有更大的誤差。確切地說，升壓速度影響的是變壓器電流分量的吸收能力。當(dāng)升壓速度較慢時，吸收時間較長，吸收電流衰減至零的時間相對充分，此時泄漏電流讀值較為真實；當(dāng)升壓速度過快時，則相當(dāng)于增加了電源頻率，使得偶極子轉(zhuǎn)向受阻變大、吸收電流衰減時間較長，此時泄漏電流讀值為其與吸收電流分量的和。因此，進(jìn)行泄漏電流試驗時應(yīng)掌握相應(yīng)的測量技巧，合理控制加壓速度和時間，保證變壓器升壓處相對勻速的狀態(tài)，切忌快速升壓，按照規(guī)定讀取1 min 后的電流值，以此提高泄漏電流測量的準(zhǔn)確性。

2.4 直流電阻異常及其處理

如果在變壓器直流電阻測試中出現(xiàn)三相不平衡率超標(biāo)的問題，可重新接線對其中的任意兩相測試作對比，判斷是否與測試線有關(guān)。同時，考慮充電時間是否足夠，排除人機(jī)誤差后，檢查套管引出線與將軍帽是否連接氧化不牢，隨后根據(jù)實際情況解決問題。如果測試結(jié)果與以往數(shù)據(jù)偏差較大，可開展分接開關(guān)試驗，并檢查是否為焊接不良所致[4]。如果任意兩相直流電阻突變無規(guī)律，原因多為分接開關(guān)臟污或存在油膜等。此時，可來回多次切換分接開關(guān)，并妥善加以清理解決問題。如果某相數(shù)據(jù)小于歷史數(shù)據(jù)，除了儀器與人為原因，便是匝間短路造成的，只需進(jìn)一步檢查解決問題即可。

2.5 變壓器油測試異常及其處理

對于變壓器油色譜異常如氫氣、烴類氣體超標(biāo)等，可經(jīng)特征氣體法、三比值法等判斷故障原因。若為套管絕緣紙受潮等引起的局部放電，可予以重新更換，進(jìn)行局部放電試驗合格后投入使用。因變壓器油微水超標(biāo)存在大大降低絕緣性的危害，可能與溫度、濕度因素有關(guān)，也可能是在運(yùn)輸、貯存、使用等過程中形成的。除了合理控制環(huán)境溫度、濕度外，應(yīng)查明變壓器有無滲漏油的部位，必要時可進(jìn)行氣密性試驗加以驗證，同時使用加熱濾油方法去除油中的水分和雜質(zhì)；對于變壓器油耐壓異常，可能與油質(zhì)老化、介損角高、混油存在浮雜質(zhì)以及潮氣侵入等有關(guān)，應(yīng)根據(jù)實際情況分析，可使用油再生處理方法進(jìn)行濾油，必要時應(yīng)對絕緣油進(jìn)行整體更換。

3 結(jié) 論

在開展變壓器的高壓試驗時會遇到各種各樣的試驗問題和故障，要想有效處理這些問題和故障，需深入分析原因，制定針對性的解決措施。在電力系統(tǒng)中，變壓器的運(yùn)行質(zhì)量將直接影響整個系統(tǒng)的運(yùn)行安全。因此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)定期對變壓器開展預(yù)防性試驗以掌握其狀態(tài)，同時對發(fā)現(xiàn)的問題立即制定整改措施，防止因處理不及時導(dǎo)致擴(kuò)大損失，必要時可應(yīng)用在線監(jiān)測手段實時監(jiān)測變壓器狀態(tài)，以減少變壓器停電帶來的影響。