變壓器工頻交流耐壓試驗(yàn)方案探究

葉吝雄

（廣東先達(dá)電業(yè)股份有限公司，廣東 梅州 514011）

工頻交流耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蛉鏅z驗(yàn)變壓器性能，分析變壓器絕緣參數(shù)、過電壓能力等是否滿足安全指標(biāo)，通過多項(xiàng)參數(shù)分析確定變壓器主絕緣性能，判斷其是否符合當(dāng)前運(yùn)行環(huán)境，為變壓器安裝和管理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

工頻交流耐壓試驗(yàn)主要通過調(diào)壓器、試驗(yàn)變壓器、繼電器、測(cè)試電路等組成，可以直接將變壓器接入到系統(tǒng)中，通過控制裝置和調(diào)壓裝置模擬不同工況運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)變壓器絕緣參數(shù)的測(cè)定。

1 變壓器工頻交流耐壓試驗(yàn)方案

1.1 基本設(shè)置

1.1.1 設(shè)定電源容量

在變壓器工頻交流耐壓試驗(yàn)開展的過程中首先應(yīng)明確電源容量參數(shù)，確定電源是否能夠滿足各項(xiàng)試驗(yàn)要求。

一般情況下，當(dāng)調(diào)壓器輸入側(cè)試驗(yàn)電壓（US）達(dá)到380 V時(shí)，三相變壓器對(duì)應(yīng)的電源變壓器容量（S）應(yīng)當(dāng)滿足：S= 3 USIC。

一般情況下，當(dāng)調(diào)壓器輸入側(cè)試驗(yàn)電壓（US）達(dá)到220 V時(shí)，三相變壓器對(duì)應(yīng)的電源變壓器容量（S）應(yīng)當(dāng)滿足：S=3USIC。

式中：IC為被測(cè)試變壓器繞組對(duì)地的電容電流值。

電源接線可以根據(jù)電源變壓器容量選擇，保證載流量超過電源變壓器最大電流值即可。與此同時(shí)，還要確定電源接線絕緣性能和隔熱性能，杜絕由絕緣層材料性能導(dǎo)致的電纜故障。

1.1.2 繼電器整定

在變壓器工頻交流耐壓試驗(yàn)操作過程中一旦出現(xiàn)絕緣間隙放電、回路短路等問題，電流互感器和電磁開關(guān)互相作用，應(yīng)第一時(shí)間切斷保護(hù)，確保試驗(yàn)操作的安全性。

在方案設(shè)置時(shí)應(yīng)先設(shè)置好繼電器動(dòng)作電流值，保證動(dòng)作電流在被測(cè)試變壓器繞組對(duì)地的電容電流值的1.2～1.5倍左右，其具體操作如表1所示。

表1 繼電器整定操作流程

1.1.3 設(shè)置回路電阻

一般操作過程中接入變壓器的容抗和試驗(yàn)變壓器的漏抗串聯(lián)，很容易出現(xiàn)由串聯(lián)諧振造成的過電壓，導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，嚴(yán)重時(shí)甚至致使變壓器損毀。必須根據(jù)實(shí)際情況合理選擇高壓回路電阻。

從調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，工頻交流耐壓試驗(yàn)中一般會(huì)出現(xiàn)3次諧波諧振，此時(shí)可以通過低壓繞組并聯(lián)LC串聯(lián)回路或串聯(lián)保護(hù)電阻Rc實(shí)現(xiàn)。根據(jù)保護(hù)電阻安全性能需求，串聯(lián)電阻中R1必須在0.1～0.5 Ω/V之間，這樣才能夠有效避免變壓器繞組內(nèi)部電磁振蕩造成的過電壓擊穿問題。

1.1.4 調(diào)整球間隙

球間隙保護(hù)能夠避免過電壓?jiǎn)栴}，降低工頻交流耐壓試驗(yàn)中過電壓對(duì)變壓器的破壞性。調(diào)整球間隙的過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定基本放電距離。當(dāng)接入變壓器為35 kV且放電間隙電壓達(dá)到75 kV左右時(shí)，通過工作經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合多次實(shí)驗(yàn)調(diào)整后，可選擇間距在46 mm的10 cm球間隙作為放電裝置。

操作過程中先調(diào)整球間隙手柄，逐漸增加球間隙間距，直至手柄刻度尺數(shù)值達(dá)到46 mm固定。

1.2 試驗(yàn)操作

變壓器工頻交流耐壓試驗(yàn)操作時(shí)首先需要對(duì)接入變壓器進(jìn)行放氣操作，降低內(nèi)部氣體對(duì)絕緣性能測(cè)試結(jié)果的影響。同時(shí)試驗(yàn)前應(yīng)檢查變壓器各項(xiàng)裝置，確定其外殼接地、內(nèi)部元件等性能良好，均符合檢驗(yàn)要求。

接入變壓器后，按照試驗(yàn)電流和頻率估算值開始現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證。通過調(diào)整試驗(yàn)變壓器逐步升壓，直至變壓器上升到指定電壓后再逐步降壓到0 kV。觀察此過程中電流表、電壓表等數(shù)值，確定其與計(jì)算值是否一致，且檢查試接入變壓器、試驗(yàn)裝置等在該過程中是否出現(xiàn)異常。按照上述操作重復(fù)進(jìn)行升壓降壓過程，對(duì)比分析測(cè)試變壓器繞組對(duì)地絕緣電阻值與試驗(yàn)前絕緣電阻值是否一致，若出現(xiàn)較大差異，則接入變壓器存在絕緣質(zhì)量問題。

2 變壓器工頻交流耐壓試驗(yàn)注意事項(xiàng)

2.1 試驗(yàn)操作注意事項(xiàng)

首先，在安裝完試驗(yàn)裝置后，先不接入變壓器直接進(jìn)行試運(yùn)行檢驗(yàn)。即調(diào)整試驗(yàn)變壓器電壓，直至達(dá)到額定試驗(yàn)電壓后持續(xù)1 min左右，觀察各項(xiàng)裝置是否存在異常，尤其是保護(hù)電阻、過流繼電器、球間隙等。確定無誤后，方可進(jìn)行試驗(yàn)操作。

其次，要對(duì)試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格把握，如試驗(yàn)裝置材料性能、夾層絕緣系數(shù)、溫度濕度參數(shù)等。材料性能檢查時(shí)從接入變壓器、測(cè)試裝置中的絕緣護(hù)套、絕緣外層等逐一檢驗(yàn)；絕緣夾層系數(shù)則應(yīng)開展耐壓試驗(yàn)，檢查裝置耐壓試驗(yàn)前后絕緣電阻下降情況，超過標(biāo)準(zhǔn)范圍則表示裝置絕緣性能不合格；試驗(yàn)過程中應(yīng)嚴(yán)格注意工況環(huán)境，對(duì)裝置、設(shè)備等進(jìn)行清潔，避免高溫、潮濕、積塵等造成的閃絡(luò)或短路。

最后，要注意升壓過程。工頻交流耐壓試驗(yàn)升壓時(shí)應(yīng)控制升壓速度緩慢均勻，一般在3%升壓幅度即可。在實(shí)際操作時(shí)應(yīng)把握好慣性幅度，確保升壓后的數(shù)值正好為試驗(yàn)電壓。上述過程中可以先進(jìn)行多次升壓停頓，觀察停止后增加的電壓數(shù)據(jù)，然后依照上述規(guī)律計(jì)算最終升壓數(shù)值，從而避免慣性造成的升壓超額。

2.2 故障分析注意事項(xiàng)

根據(jù)測(cè)試結(jié)果可以直接判斷變壓器的絕緣性能，避免其出現(xiàn)重大絕緣事故。處理過程中應(yīng)全面把握各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)試中的異響、過流、過壓等結(jié)果逐一拆檢，確定變壓器內(nèi)部裝置、接線情況等是否存在問題，尤其是接線觸碰、裝置松動(dòng)等，避免出現(xiàn)由其導(dǎo)致的重大安全事故。

如在某12000 kVA變壓器測(cè)試過程中常規(guī)電氣試驗(yàn)均無異常，但交流耐壓試驗(yàn)中升壓到57 kV后變壓器出現(xiàn)明顯放電，此時(shí)拆檢后確認(rèn)內(nèi)部35 kV中性點(diǎn)套管引線觸壁接地，發(fā)生明顯放電，變壓器運(yùn)行存在安全風(fēng)險(xiǎn)。某120 MVA變壓器檢驗(yàn)過程中工頻交流耐壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：高壓測(cè)試?yán)@組接地電流超過5A，變壓器內(nèi)部存在異常響動(dòng)。拆檢發(fā)現(xiàn)變壓器導(dǎo)線存在放電痕跡，導(dǎo)線絕緣性能測(cè)試顯示夾層包裝有脫節(jié)問題，絕緣性能欠佳。

3 結(jié)束語

工頻交流耐壓試驗(yàn)可以從高壓測(cè)試結(jié)果出發(fā)，分析不同加壓環(huán)境下變壓器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，確定其是否存在由裝置絕緣性能、內(nèi)部線路接線等造成的主絕緣異常問題，從根本上改善了變壓器安全性能和穩(wěn)定性能測(cè)試效果。在上述試驗(yàn)操作中應(yīng)嚴(yán)格把握設(shè)置方案和操作流程，按照規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)合理逐一測(cè)試，這樣才能夠避免高壓測(cè)試對(duì)變壓器性能的影響，提升測(cè)試的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。