試論電力變壓器高壓試驗(yàn)中的關(guān)鍵點(diǎn)

葉吝雄

(廣東先達(dá)電業(yè)股份有限公司，廣東 梅州 514011)

1 引言

隨著電力系統(tǒng)不斷加速發(fā)展，我國電力建設(shè)得到了本質(zhì)上的提升，開始形成大容量、高技術(shù)的電力體系。上述體系在運(yùn)行的過程中受不同因素的影響非常容易出現(xiàn)變壓器強(qiáng)度降低或老化現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)安全受到嚴(yán)重威脅。如何把握好電力系統(tǒng)變壓器運(yùn)行狀況，對其故障進(jìn)行預(yù)警、分析和對應(yīng)處理已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

2 電力變壓器高壓試驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 基礎(chǔ)條件

高壓試驗(yàn)對環(huán)境要求較高，需要從溫度濕度、絕緣條件、電壓參數(shù)等出發(fā)實(shí)現(xiàn)全面控制，以降低上述因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響，提升其可靠性和準(zhǔn)確性。尤其是在電力變壓器高壓試驗(yàn)中，更需形成嚴(yán)格試驗(yàn)條件標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 電力變壓器高壓試驗(yàn)指標(biāo)

2.2 試驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)

變壓器高壓試驗(yàn)主要包括絕緣試驗(yàn)和特性試驗(yàn)兩大部分。絕緣試驗(yàn)主要是觀察變壓器的絕緣狀況，對變壓器的安全系數(shù)進(jìn)行分析，而特性試驗(yàn)主要是分析變壓器的高壓特性，觀察變壓器在高壓狀況下的參數(shù)性質(zhì)，需根據(jù)不同試驗(yàn)要求開展對應(yīng)操作:

2.2.1 試驗(yàn)檢驗(yàn)

要針對電力變壓器運(yùn)行情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)因素預(yù)測和風(fēng)險(xiǎn)評估，在風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)基礎(chǔ)上做好絕緣指標(biāo)和特性指標(biāo)的把握，形成本次試驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)，有效查找電力變壓器安全隱患；要按照絕緣試驗(yàn)和特性試驗(yàn)需求逐步檢查電力變壓器裝置性能，確定試驗(yàn)操作方案、安全防護(hù)裝置等是否滿足高壓試驗(yàn)要求；要對試驗(yàn)工況再次現(xiàn)場確認(rèn)，一旦出現(xiàn)環(huán)境問題應(yīng)及時(shí)停止高壓試驗(yàn)。

2.2.2 高壓試驗(yàn)操作要點(diǎn)

電力變壓器高壓試驗(yàn)的過程中應(yīng)逐步按照設(shè)計(jì)規(guī)范接線，確定無誤后方可按照操作要求將調(diào)壓器調(diào)整到“零”位，然后接通電源，直至綠色指示燈亮后按下啟動(dòng)按鈕。此時(shí)，操作人員順時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器手柄，緩慢升壓，逐步完成各項(xiàng)試驗(yàn)操作內(nèi)容。

絕緣試驗(yàn)中先測量絕緣電阻值，通過高壓試驗(yàn)裝置可以直接讀取。與此同時(shí)，還需要利用數(shù)顯泄露電流測試儀測量高壓試驗(yàn)中電力變壓器的泄露電流，分析在額定工作電壓下其是否存在質(zhì)量缺陷。如高低壓狀態(tài)下的泄露電流存在明顯差異，則電力變壓器性存在質(zhì)量缺陷，應(yīng)進(jìn)行拆檢處理。除此之外，還可以通過局部放電試驗(yàn)檢驗(yàn)變壓器零部件絕緣效果，測試時(shí)直接將工頻電壓將低到局部放電試驗(yàn)電壓，持續(xù)10min左右，測量局部放電情況或直接將過電壓降低到局部放電試驗(yàn)電壓，持續(xù)1h左右，測量局部放電情況。

特性試驗(yàn)中則可以先通過雙電壓表測定工況運(yùn)行環(huán)境下變壓器變比，分析接線組別及變電壓情況；可以進(jìn)一步進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，在前期絕緣試驗(yàn)參數(shù)基礎(chǔ)上計(jì)算電力變壓器的集中性能缺陷，并配合介質(zhì)損耗觀察高壓試驗(yàn)中變壓器性能參數(shù)，確定其主絕緣變化趨勢。

2.2.3 高壓試驗(yàn)結(jié)果分析

將采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理和分析，利用歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)階段運(yùn)行數(shù)據(jù)，快速分析電力變壓器是否存在質(zhì)量缺陷。并針對具體問題開展有效處理，防患于未然。若高壓試驗(yàn)結(jié)果顯示電力變壓器存在質(zhì)量問題，仍由試驗(yàn)人員對電力變壓器進(jìn)行進(jìn)一步拆檢，通過實(shí)地測量和檢修結(jié)果核實(shí)上述質(zhì)量問題是否存在，并及時(shí)處理，從根本上提升電力變壓器使用的安全性、可靠性和有效性。

3 電力變壓器高壓試驗(yàn)應(yīng)用與分析

3.1 案例分析

某地區(qū)配電網(wǎng)改造過程中需新增1臺(tái)110kV變壓器，其型號(hào)為 SZ11-63000/110，額定電壓為110±8×1.25%/10.5kV，額定電流為 330.7/3464.1A，聯(lián)結(jié)方式為星形-三角形聯(lián)結(jié)，高壓線路端子絕緣水平為LI/AC480/200kV，高壓中性端子絕緣水平為LI/AC325/140kV，低壓線路端子絕緣水平為LI/AC75/35kV。

為保證變壓器改造項(xiàng)目的安全性、可靠性和有效性，安裝前人員按照電力變壓器檢驗(yàn)要求對其零部件情況進(jìn)行檢查和性能測試，顯示裝置正常，滿足高壓試驗(yàn)條件。按照GB1094.1標(biāo)準(zhǔn)作為試驗(yàn)準(zhǔn)則開始SZ11-63000/110變壓器高壓試驗(yàn)，按照該變壓器的運(yùn)行環(huán)境，本次操作過程中高壓試驗(yàn)電壓需持續(xù)升壓到480/200kV，主要測定絕緣電阻值、泄露電流值、局部放電情況等。其操作見圖1。

圖1 電力變壓器高壓試驗(yàn)操作流程

測量出的電力變壓器故障按照現(xiàn)場拆檢要求對電力變壓器進(jìn)行分拆，確定質(zhì)量缺陷情況，查找對應(yīng)原因并酌情處理。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

按照電力變壓器高壓試驗(yàn)操作要點(diǎn)完成各項(xiàng)性能測試后，測試結(jié)果顯示:電力變壓器A相絕緣電阻值異常，持續(xù)加壓后A相擊穿，出現(xiàn)放電聲，其余相正常。試驗(yàn)過程中對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)變壓器沖擊試驗(yàn)與感應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果正常，試驗(yàn)色譜數(shù)據(jù)存在一定差異，變壓器內(nèi)部油樣發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變，這主要是由于A相擊穿導(dǎo)致。在進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)的過程中需要依照變壓器色譜變化狀況實(shí)施對應(yīng)檢查，從而 提升故障分析的準(zhǔn)確性和有效性，具體結(jié)果見表2。

表2 SZ11-63000/110變壓器高壓試驗(yàn)前后色譜變化(μL/L)

試驗(yàn)結(jié)果顯示，試驗(yàn)變壓器A相絕緣不達(dá)標(biāo)，容易造成變壓器安全事故。

到場檢查后發(fā)現(xiàn):A相引線靠壓板孔根部存在明顯絕緣放電痕跡且響應(yīng)墊塊也存在明顯絕緣放電痕跡，而A相套管下部其他部分沒有明顯擊穿痕跡。現(xiàn)場拆檢后發(fā)現(xiàn):變壓器吊芯解體后內(nèi)部與A相線圈出頭線連接的絕緣層明顯炭化變黑，與此同時(shí)，該部分存在明顯絕緣放電痕跡。檢查炭化絕緣層處理后露出的內(nèi)部線圈，其他區(qū)域未出現(xiàn)明顯異常。

SZ11-63000/110變壓器絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中高高壓繞組內(nèi)屏線匝絕緣厚度達(dá)到1.6mm，組合導(dǎo)線匝絕緣厚度達(dá)到1.45mm，線圈出頭從根部起每邊包絕緣厚度為15mm，并每邊加包副絕緣厚度為2mm。系統(tǒng)線圈設(shè)計(jì)過程中線圈出頭對壓釘間油隙距離為122mm，線圈端部對壓釘爬電距離為258mm。設(shè)計(jì)參數(shù)顯示該變壓器高壓繞組U=121kV。在高壓狀態(tài)下(本次試驗(yàn)高壓條件為480/200kV)很容易出現(xiàn)由場內(nèi)介質(zhì)不均勻造成的A相絕緣擊穿，致使變壓器故障停運(yùn)。

高壓試驗(yàn)結(jié)果與拆檢分析結(jié)果一致，本次高壓試驗(yàn)有效檢測出SZ11-63000/110變壓器內(nèi)部絕緣設(shè)計(jì)缺陷，降低了電力變壓器投入運(yùn)行后的安全風(fēng)險(xiǎn)，具有較高的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

4 總結(jié)

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)因素對變壓器造成的影響。在實(shí)施變壓器高壓試驗(yàn)的過程中人員要對故障問題進(jìn)行全面分析，結(jié)合問題內(nèi)容及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為變壓器運(yùn)行提供一定的幫助，從而保證變壓器能夠正常運(yùn)行。要對故障因素進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，對故障因素進(jìn)行預(yù)防，從而降低變壓器運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提升變壓器運(yùn)行效益。