電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)及故障處理

*通訊作者：孫得龍，1984年6月，男，漢族，山西太原人，就職于黃河萬家寨水利樞紐有限公司，工程師，本科。研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。

摘? ?要：變壓器在整個(gè)電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，通過加強(qiáng)變壓器的試驗(yàn)工作能有效發(fā)現(xiàn)當(dāng)前變壓器在正常工作過程中存在的問題，從而采取措施有效提高電壓器的技術(shù)水平。因此需要采取一系列行之有效的措施發(fā)展變壓器試驗(yàn)效果，提高變壓器聲音故障處理能力，加強(qiáng)變壓器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，避免自動(dòng)跳閘問題的產(chǎn)生，從而確保整個(gè)試驗(yàn)過程的規(guī)范化，從而得到更加精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，促進(jìn)電力企業(yè)供電系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;高壓試驗(yàn)技術(shù);故障處理

一、引言

高壓試驗(yàn)可以為變壓器運(yùn)行提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，確保變壓器在正常范圍內(nèi)運(yùn)行，從本質(zhì)上提升變壓器的安全性、可靠性和有效性，最大限度降低了相關(guān)因素對(duì)變壓器造成的影響。電力變壓器電氣高壓試驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的質(zhì)量問題，在高壓試驗(yàn)條件下檢驗(yàn)變壓器各項(xiàng)參數(shù)性能，從根本上提升了變壓器的性能測(cè)試效果。尤其是在內(nèi)部絕緣問題測(cè)試時(shí)，利用升壓過程可持續(xù)加壓，觀察變壓器在實(shí)際超負(fù)荷運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的擊穿問題、接地問題等，降低了由變壓器自身缺陷引起的電力事故，為電力項(xiàng)目有效施工和安全運(yùn)營奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、電力變壓器故障的類型

電力變壓器所涉及的領(lǐng)域較廣，并且內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜，特別是在設(shè)備運(yùn)營階段難以對(duì)其進(jìn)行故障診斷。變壓器本體可將其分為內(nèi)、外部兩大故障部分。對(duì)于內(nèi)部故障而言，主要是指油箱內(nèi)各相繞組間的相間短路、匝間短路以及箱體接地等故障;對(duì)于外部故障而言，教材常見的是在油箱外部出現(xiàn)套管閃路等故障。按照回路類型劃分，可將故障類型分為磁路、油路以及電路系統(tǒng)故障類型。按照內(nèi)部構(gòu)成組分進(jìn)行劃分，可將其分為鐵心、變壓器繞組等類型故障。

不同類型的變壓器故障都會(huì)對(duì)其內(nèi)部絕緣性造成損傷，以致影響到自身的安全特性。如變壓器內(nèi)部絕緣減少、內(nèi)部過熱以及放電等故障表象較為常見。務(wù)必要對(duì)變壓器故障類型進(jìn)行分類描述的基礎(chǔ)上，深入探討較為常見的故障類型，提出相應(yīng)的防護(hù)措施，為其提供堅(jiān)實(shí)保障。

三、電力變壓器高壓試驗(yàn)?zāi)康?/p>

試驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^對(duì)電力變壓器進(jìn)行一系列檢測(cè)來判斷其能否在電力系統(tǒng)中正常運(yùn)行，同時(shí)尋找一些可能存在的安全隱患，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施降低安全事故的發(fā)生，從而保證電力變壓器能夠正常運(yùn)行，發(fā)揮其正常的作用。通過試驗(yàn)?zāi)苡行У貦z測(cè)周圍工作環(huán)境是否存在異常，檢測(cè)溫度以及濕度的變動(dòng)情況并將其控制在合理范圍內(nèi)，從而確保電力變壓器不會(huì)受到外界環(huán)境的影響，避免造成安全事故。當(dāng)前針對(duì)線路進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)是電力變壓器試驗(yàn)的常用方法，能精準(zhǔn)找到存在異常的線路，從而采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。這種方法避免了對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的大范圍試驗(yàn)，能在保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時(shí)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)查找。

四、電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)分析

（一）局部放電測(cè)量

變壓器在運(yùn)行中，如若絕緣缺陷發(fā)生，在高壓、大電流作用下會(huì)造成局部放電的發(fā)生。通常而言放電的危害性較小，但若任其發(fā)展，可造成變壓器短路故障。對(duì)于實(shí)際發(fā)生的局部放電問題，僅依靠外觀檢查很難找出放電原因，需要借助于高壓試驗(yàn)。

在實(shí)際操作中，要合理設(shè)計(jì)高壓試驗(yàn)的內(nèi)容，選擇并采取合適的試驗(yàn)方法，還要保證所配備試驗(yàn)儀器材料的齊全，并有明確的放電檢測(cè)思路，進(jìn)而保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠準(zhǔn)確。在對(duì)局部放電進(jìn)行研究時(shí)，首先要掌握變壓器參數(shù)信息，這是最基本的試驗(yàn)要求，然后要結(jié)合具體試驗(yàn)的內(nèi)容與現(xiàn)象，采取圖譜分析的具體策略，收集并分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)[1]，進(jìn)而快速排查出變壓器內(nèi)放電部位及原因，為后續(xù)局部放電問題治理提供可靠依據(jù)。

（二）測(cè)量絕緣電阻與泄漏電流及交流耐壓試驗(yàn)

檢測(cè)變壓器總體絕緣現(xiàn)狀時(shí)，可選取測(cè)量對(duì)繞組連同套管的絕緣電阻、極化指數(shù)以及吸收比來綜合衡量，該種模式可以能夠詳細(xì)檢測(cè)出變壓器內(nèi)部的存在的不足，如內(nèi)部的絕緣受潮情況等，靈敏性較高。與繞組絕緣電阻相比較，測(cè)量泄漏電流的方式靈敏性更勝一籌，并且能夠及時(shí)甄別出難以察覺的局部缺陷。另外，在檢查絕緣強(qiáng)度時(shí)，通常會(huì)采取破壞性試驗(yàn)來加以驗(yàn)證，主要是通過交流耐壓試驗(yàn)方式進(jìn)行測(cè)量，可以詳細(xì)檢測(cè)出主絕緣的相關(guān)區(qū)域存在的缺陷，如繞組主絕緣開裂等現(xiàn)象。

（三）變壓器絕緣缺陷試驗(yàn)

壓器絕緣缺陷問題作為重要電力設(shè)施，電力變壓器對(duì)絕緣等級(jí)要求較高，通常又包含內(nèi)部絕緣與外部絕緣之分，而在高壓試驗(yàn)結(jié)果中，變壓器的絕緣缺陷往往較多發(fā)生，絕緣試驗(yàn)中通常會(huì)用吸收比、極化指數(shù)等指標(biāo)衡量電力變壓器絕緣狀況，若指標(biāo)發(fā)生異常，則表明變壓器絕緣阻值達(dá)不到固定要求，以至于設(shè)備可靠性較差。由經(jīng)驗(yàn)可知，高壓試驗(yàn)結(jié)果中絕緣指標(biāo)的降低往往有如下原因。

1. 絕緣電阻檢測(cè)操作不規(guī)范，由于試驗(yàn)人員不能夠正確使用絕緣檢測(cè)儀器，或者是不良的絕緣檢測(cè)環(huán)境，再者是連接線支撐物不能保證完全絕緣，上述問題均可造成絕緣試驗(yàn)的失敗，以至于出現(xiàn)錯(cuò)誤的絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)。

2. 變壓器本體確有絕緣問題，具體表現(xiàn)為套管絕緣老化、污損、繞組短接等，這也是絕緣缺陷的主要原因，而且會(huì)對(duì)變壓器安全構(gòu)成較大威脅[2]。

所以，在變壓器實(shí)際試驗(yàn)工作中，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)督絕緣檢測(cè)過程，并對(duì)其結(jié)果予以有效分析，確定變壓器絕緣薄弱點(diǎn)，掌握變壓器實(shí)際絕緣狀況，如此變壓器的運(yùn)行才能更加的穩(wěn)定。

（四）紅外線測(cè)試

通常情況下，紅外線測(cè)試隸屬于在線監(jiān)測(cè)，主要是指變壓器在現(xiàn)實(shí)操作時(shí)所遇到的發(fā)熱情況，通過紅外線測(cè)試儀來對(duì)其綜合觀測(cè)變壓器套管油位。具體操控方式如下。

1. 實(shí)施一般監(jiān)測(cè)

由于電流作用，檢測(cè)設(shè)備局部、整體發(fā)熱的缺陷，該種模式對(duì)于檢測(cè)環(huán)境要求不高，主要應(yīng)用在大面積的掃描檢測(cè)環(huán)境中[3]。

2. 精確檢測(cè)

在檢測(cè)局部電流致熱性、電壓致熱性設(shè)備內(nèi)部不足時(shí)，該種模式較為常見，能夠精準(zhǔn)定位到設(shè)備的故障位置。

（五）繞組直流電阻測(cè)量

對(duì)測(cè)量變壓器繞組直流電阻的方式，能對(duì)繞組便利支路以及焊接質(zhì)量等情況進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證。在同溫度作用條件下，與同類產(chǎn)品的出廠具體參數(shù)值相比較，變壓器內(nèi)直流電阻的變化幅度應(yīng)控制在2%以內(nèi)。同時(shí)也可根據(jù)在不同溫度條件下來測(cè)定實(shí)際電阻值的方式進(jìn)行界定。

五、電力變壓器高壓試驗(yàn)故障處理措施

（一）加強(qiáng)變壓器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

在對(duì)變壓器進(jìn)行試驗(yàn)過程中需注重對(duì)變壓器結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，從而保證其穩(wěn)定性，忽視了這一點(diǎn)會(huì)造成變壓器油管出現(xiàn)故障，產(chǎn)生漏油等問題，進(jìn)而造成油位異常，不利于試驗(yàn)順利進(jìn)行。因此在試驗(yàn)時(shí)不能僅關(guān)注變壓器表面，要充分考慮除溫度外能使變壓器出現(xiàn)油位不正常的因素，不斷學(xué)習(xí)相應(yīng)的解決策略[4]，從而有效應(yīng)對(duì)油位不正常的問題。

（二）提高變壓器聲音故障處理能力

電力變壓器中電磁互相交流會(huì)產(chǎn)生音頻，在正常狀態(tài)下不會(huì)對(duì)變壓器的運(yùn)行產(chǎn)生干擾，但在對(duì)變壓器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，由于電壓過高可能會(huì)導(dǎo)致電磁交流出現(xiàn)異常情況，進(jìn)而造成音頻發(fā)出奇怪的聲響。同時(shí)聲音異常也可能是變壓器內(nèi)部零部件出現(xiàn)損壞或松動(dòng)造成的，如變壓器內(nèi)部的螺絲等零件沒有擰緊或線路故障都會(huì)產(chǎn)生聲響，需工作人員及時(shí)分析存在聲音異常的原因，采用有效措施進(jìn)行解決[5]。

（三）避免自動(dòng)跳閘問題的產(chǎn)生

跳閘是實(shí)驗(yàn)過程中常見的問題，操作不當(dāng)可能會(huì)引起電壓故障、進(jìn)而出現(xiàn)跳閘，同時(shí)一些裝置設(shè)備老化也可能導(dǎo)致跳閘，需及時(shí)關(guān)閉總開關(guān)、及時(shí)避免火災(zāi)問題的發(fā)生。針對(duì)因?yàn)槿藶樵蛟斐傻奶l需加強(qiáng)對(duì)工作人員的培訓(xùn)，使其嚴(yán)格按照規(guī)范流程進(jìn)行操作，從而避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致電路出現(xiàn)故障。

六、結(jié)束語

綜上所述，電能作為工業(yè)及居民生活主要能源，保障電能供應(yīng)穩(wěn)定意義重大，而電力變壓器在輸供電中起關(guān)鍵性作用，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依照規(guī)范開展高壓試驗(yàn)，如此方能有效避免變壓器缺陷故障問題，進(jìn)而使電能供應(yīng)更加穩(wěn)定。電氣高壓試驗(yàn)可以通過調(diào)壓測(cè)試變壓器在不同等級(jí)電壓下的運(yùn)行情況，確定變壓器耐壓性能及隱蔽故障，是當(dāng)前電力新建項(xiàng)目安裝變壓器前的重要測(cè)試環(huán)節(jié)。隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，電氣高壓試驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)得到了本質(zhì)上的提升，開始從試驗(yàn)條件、試驗(yàn)操作等多方面拓展和優(yōu)化，在很大程度上改善了電力變壓器性能測(cè)試效果。

參考文獻(xiàn)：

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