電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)及故障處理

王偉

（國(guó)網(wǎng)江西省供電公司吉安分公司，江西 吉安 343000）

隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，電力企業(yè)對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行的需求也越來越大。變壓器是電力系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵部件，它更需要有關(guān)人員進(jìn)行高壓實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題，并采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制和轉(zhuǎn)移措施，從而為今后的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。電力變壓器的測(cè)試方法多種多樣，各種測(cè)試技術(shù)都可以達(dá)到各自的測(cè)試目標(biāo)，例如：交流電壓測(cè)試可以有效地測(cè)量變壓器的絕緣性能，了解變壓器的絕緣性能，并將其記錄在案，以減少故障發(fā)生。

1 電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)

1.1 高壓試驗(yàn)的條件

高壓測(cè)試是在高電壓下進(jìn)行的，它的測(cè)試電壓要比普通的電壓高出好幾倍，因此，在進(jìn)行高電壓測(cè)試之前，必須要了解測(cè)試的環(huán)境和條件，才能保證測(cè)試的順利進(jìn)行。第一，實(shí)驗(yàn)室的溫度和濕度要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在25℃～30℃之間，相對(duì)濕度小于85%，并注意室內(nèi)環(huán)境的溫度和濕度。第二，在變壓器的安裝過程中，應(yīng)確保實(shí)驗(yàn)室中的氣體和物體不會(huì)對(duì)變壓器的工作產(chǎn)生干擾。第三，在實(shí)驗(yàn)室中要有很強(qiáng)的保護(hù)電阻，從而防止在進(jìn)行高電壓測(cè)試時(shí)發(fā)生的斷開。此外，在實(shí)際測(cè)試中，要對(duì)電壓和額定功率進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以便能充分利用它的熱能。

1.2 高壓試驗(yàn)的方法

在進(jìn)行高電壓測(cè)試時(shí)，應(yīng)認(rèn)真根據(jù)接線規(guī)范圖紙，認(rèn)真檢查接地的可靠性，以便保證變壓器和控制盒的安全連接。同時(shí)，檢查其他的連接部件，確保所有的部件都有良好的接觸狀態(tài)。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)留意儀器在升壓過程中的變化，完成全部測(cè)試后，將電壓值調(diào)至正常值，然后關(guān)閉開關(guān)，拆卸引線后再次放電。

1.3 高壓試驗(yàn)的保障

在進(jìn)行高壓測(cè)試時(shí)，必須明確測(cè)試人員的工作職責(zé)，以保證測(cè)試人員的安全，提高測(cè)試的效率。此外，每一位測(cè)試人員都必須完全熟悉自己的工作，以確保每一步的銜接都能順利進(jìn)行，在電壓升高期間，要注意觀察和記錄電壓的變化情況，一旦發(fā)生錯(cuò)誤或故障，應(yīng)立即切斷電源，防止事故的進(jìn)一步發(fā)展。

2 聚焦電力行業(yè)現(xiàn)象，揭露變壓器“造假問題”

當(dāng)下，市場(chǎng)上涌現(xiàn)的變壓器質(zhì)量問題，以及相關(guān)部門監(jiān)管不嚴(yán)格等行業(yè)的困局，已經(jīng)給大眾的安全帶來一定的隱患。因此，辨別此類問題的利弊迫在眉睫。

2.1 問題一：偷減變壓器容量

我們常見的電力變壓器往往是有三種規(guī)格的容量的，分別是630kVA、800kVA、1000kVA。舉個(gè)例子，要是客戶需要800kVA 的電力變壓器，而變壓器廠家為了減少成本，只是按照600 的容量來制造的話，那么在報(bào)價(jià)上生產(chǎn)商可比其他同類廠家的價(jià)格要優(yōu)惠10%～30%。由此可見，變壓器偷減容量對(duì)于賣方來說在提高利潤(rùn)上是多么有效快速的渠道。

2.2 問題二：變壓器以鋁代銅

現(xiàn)如今，在變壓器行業(yè)“以鋁代銅”的問題十分嚴(yán)重。比如干式變壓器通常是有樹脂包裹的，所以這樣一來就會(huì)有很多生產(chǎn)商將內(nèi)部的銅制繞組換成鋁制的。這種現(xiàn)象屢禁不鮮，在前幾年就因?yàn)閺奈覈?guó)出口周邊鄰國(guó)尼泊爾的一批變壓器由于“以鋁代銅”的丑聞導(dǎo)致“中國(guó)制造”的口碑大幅度下跌。

2.3 問題三：銘牌造假屢禁不止

我們知道銅芯變壓器和鋁芯變壓器相比確實(shí)有很多優(yōu)勢(shì)，但是兩種類型的產(chǎn)品造價(jià)卻相差甚遠(yuǎn)。但是在變壓器市場(chǎng)中，有很多商家將鋁芯代替銅芯，并且在變壓器銘牌上還標(biāo)明的是“鋁繞組”，這種現(xiàn)象很常見。

就是以上三種現(xiàn)象致使我國(guó)變壓器行業(yè)混亂不堪，究其原因有以下三點(diǎn)：

1.高額的利潤(rùn)是導(dǎo)致變壓器“以鋁代銅”“銘牌造假”“偷減容量”的原因。采用鋁芯可以致使生產(chǎn)成本降低，獲得高利潤(rùn)，于是市場(chǎng)上就涌現(xiàn)出了大批廠家、企業(yè)這樣做，并且屢試不爽。

2.有些用戶在購(gòu)買到劣質(zhì)變壓器的時(shí)候，雖然已經(jīng)認(rèn)定為受害者了，但是維權(quán)的難度太大，而且時(shí)間消耗太久，這也是為什么名牌造假屢禁不止的原因。

3.還有一種原因是有些人在購(gòu)買設(shè)備的時(shí)候會(huì)選用一些價(jià)格比較低的產(chǎn)品，這樣一來就為生產(chǎn)方“以鋁代銅”提供了市場(chǎng)空間。

4.市場(chǎng)監(jiān)管不到位，相關(guān)法規(guī)不健全。

3 電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用流程

3.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作包括以下三個(gè)方面：（1）對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行控制，以達(dá)到測(cè)試的要求，在這樣的測(cè)試環(huán)境中，溫度要控制在25℃～30℃，濕度要控制在85%以上，這樣的測(cè)試環(huán)境下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)比較精確。（2）測(cè)試環(huán)境要保持清潔，不能有大量的污物和塵埃，影響測(cè)試的效果。（3）變壓器在高壓試驗(yàn)中使用的電阻很多，所以要事先做好充分的準(zhǔn)備，并保證所準(zhǔn)備的電阻都有很好的散熱性，避免在試驗(yàn)中出現(xiàn)短路的問題。

3.2 試驗(yàn)過程

電力變壓器的高壓測(cè)試程序主要分為5個(gè)階段：（1）嚴(yán)格按接線圖進(jìn)行接地式對(duì)接。該步驟的主要功能是防止在使用時(shí)變壓器和控制機(jī)箱發(fā)生接地故障，從而造成設(shè)備損壞。（2）按線路原理圖，逐條檢查與變壓器連接的線路，以保證各線路的連接狀態(tài)。（3）檢查儀器的接線、按鈕和儀表指示器的實(shí)際情況，確保儀器的絕緣性良好。（4）啟動(dòng)高電壓測(cè)試。在測(cè)試期間，操作員可以有效地觀察儀器的狀況和變化，判斷測(cè)試的順利與否，如果出現(xiàn)異常，應(yīng)迅速確定故障部位和成因，并及時(shí)采取措施，防止設(shè)備的損傷和嚴(yán)重的事故[1]。（5）在測(cè)試結(jié)束后，操作者要立即對(duì)變壓器進(jìn)行降壓處理，并切斷電源，拆下引線，放電。

3.3 試驗(yàn)中的安全注意事項(xiàng)

在試驗(yàn)中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）電力變壓器的高壓測(cè)試，其危險(xiǎn)性很大，因此，應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員來領(lǐng)導(dǎo)，并嚴(yán)格遵守有關(guān)的操作規(guī)程，以免出現(xiàn)事故。（2）在測(cè)試前的準(zhǔn)備工作中，除了要保證環(huán)境的整潔，并要做好電阻器的準(zhǔn)備工作，還要安排好各崗位人員的工作。（3）在實(shí)驗(yàn)室門口明顯的地方設(shè)置明顯的警示標(biāo)志，以防止非測(cè)試人員進(jìn)入，并安排監(jiān)督檢查人員，確保檢測(cè)工作的正常進(jìn)行。

4 電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)分析

4.1 電力變壓器進(jìn)行高壓實(shí)驗(yàn)的方法

在高壓試驗(yàn)中，主要包括以下5 個(gè)步驟：第一，利用接線原理圖，對(duì)變壓器進(jìn)行接線、檢測(cè)，確保變壓器的運(yùn)行和機(jī)箱的穩(wěn)定運(yùn)行；第二，對(duì)各線路進(jìn)行有效的檢查，確保各線路的連接位置都是正確的；第三，檢查儀表的連接狀況，確保各線路與儀表的連接是否正確；第四，在高壓試驗(yàn)期間，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)人員要密切注意儀器的實(shí)時(shí)變化，一旦出現(xiàn)異常情況，就必須立即采取緊急措施，防止發(fā)生重大的電氣事故；第五，高壓測(cè)試結(jié)束后，必須對(duì)電力變壓器進(jìn)行增壓，同時(shí)還要切斷電源，拆除導(dǎo)線，進(jìn)行放電。

4.2 電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)的要求

在進(jìn)行變壓器高壓測(cè)試前，必須嚴(yán)格遵守三項(xiàng)規(guī)定：首先，要保證測(cè)試環(huán)境的溫度和濕度，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性；其次，在進(jìn)行高壓電源變壓器測(cè)試時(shí)，必須保證測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的清潔，并定期清理現(xiàn)場(chǎng)的殘?jiān)蛪m埃；最后，在高壓測(cè)試時(shí)，要準(zhǔn)備足夠多的、規(guī)格合適的電阻器，以保證電壓測(cè)試的正常運(yùn)行，并能有效地防止測(cè)試中的短路。

4.3 歐式變壓器的使用

歐式變壓器也稱歐式變電站，是箱變的其中一種。它具有成套性強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)方便以及可移動(dòng)等特點(diǎn)。歐式變壓器用于一次側(cè)交流額定電壓12kV、變壓器最大容量1600kVA、工作頻率不大于50Hz 的公眾能接近的戶外預(yù)裝式變電站設(shè)備。該變電站是通過電纜對(duì)外連接的，可以從它的內(nèi)部或外部進(jìn)行操作。用于城市高層建筑、城鄉(xiāng)建筑、居民小區(qū)、高新技術(shù)開發(fā)區(qū)、中小型工廠、礦山油田以及臨時(shí)施工用點(diǎn)等場(chǎng)所，作配電系統(tǒng)中接受和分配電能之用。

4.4 電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)的具體內(nèi)容

在進(jìn)行變壓器高壓測(cè)試時(shí)，有如下幾個(gè)步驟：（1）按接線原理和使用規(guī)程仔細(xì)地檢查電源變壓器的連接[2]。（2）檢查變壓器和線路，保證參加測(cè)試的所有設(shè)備都能正常工作。（3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)變壓器高壓測(cè)試中有任何不正常現(xiàn)象時(shí)，必須立即停止測(cè)試，仔細(xì)地檢查每一步，以防止出現(xiàn)試車事故。

4.5 電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)的局限性

電力變壓器高壓試驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的失效問題，說明目前的測(cè)試方法仍有一定的缺陷。其局限性在于：（1）測(cè)試環(huán)境的不合理會(huì)對(duì)測(cè)試的最后結(jié)果產(chǎn)生不利的影響，如果測(cè)試中的溫度和濕度太高，將會(huì)降低變壓器的絕緣性能，從而導(dǎo)致測(cè)試失敗。（2）測(cè)試環(huán)境中粉塵多，且大量黏附于電阻器，造成電阻器的散熱不正常[3]。（3）變壓器在高電壓測(cè)試時(shí)，由于繞組負(fù)載過大，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)老化，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)容易發(fā)生短路。

4.6 電力變壓器高壓實(shí)驗(yàn)安全措施

為了避免因人工操作造成的電力變壓器負(fù)荷過大而造成的安全隱患，在進(jìn)行高壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)人員，按照正確的程序進(jìn)行，不允許非職業(yè)人員進(jìn)入。除了壓力測(cè)試外，所有的高壓實(shí)驗(yàn)都要做好，還要做好保護(hù)措施，豎立更顯眼的標(biāo)牌，還要有專門的安保人員擔(dān)任安全檢查，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

5 電力變壓器高壓試驗(yàn)故障及處理措施

5.1 聲音異常

有經(jīng)驗(yàn)的人都知道，變壓器在正常工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些響聲，而且其聲響也是有其特殊性的。比如，在高電壓測(cè)試中，變壓器的內(nèi)部也會(huì)發(fā)出一些奇怪的聲響，而且變壓器的內(nèi)部部件也會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象，比如變壓器的最外面的硅片沒有完全夾住，變壓器內(nèi)部的電壓太高，變壓器內(nèi)部的線路接觸不良，線路短路，導(dǎo)致了變壓器內(nèi)部的異響。在這個(gè)過程中，相關(guān)的試驗(yàn)人員必須對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，并對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的檢測(cè)，從而有效地解決了變壓器的異響問題[4]。

5.2 油位異常

通常，變壓器內(nèi)部的油位都是在一個(gè)比較合理的范圍之內(nèi)，并且可以根據(jù)實(shí)際的需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。在變壓器高電壓測(cè)試中，油位的異?，F(xiàn)象也是很普遍的。在正常工作的情況下，變壓器的油位始終維持在某一范圍之內(nèi)。在測(cè)試過程中，當(dāng)油面下降到低于標(biāo)準(zhǔn)最低限度時(shí)，很有可能會(huì)出現(xiàn)漏油，因此，操作人員必須對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。通過對(duì)油面變化的觀察，可以對(duì)故障做出正確的判斷。如果機(jī)油水平明顯上升到了正常范圍內(nèi)的最大值，那么首先要考慮是不是由于溫度上升引起的油面上升。為了消除溫度對(duì)油位的影響，必須對(duì)變壓器上的油標(biāo)管等部位進(jìn)行仔細(xì)的檢查，以確定是否有松動(dòng)、堵塞等問題。在確定了故障的部位和原因后，要針對(duì)具體情況采取有效的措施。在實(shí)際運(yùn)行中，要注意油位異常的原因，并采取相應(yīng)的措施，確保變壓器在以后的運(yùn)行中不會(huì)發(fā)生重大的安全隱患。

5.3 繞組問題

變壓器在高壓測(cè)試過程中，有很多原因?qū)е铝死@組設(shè)備的不正常，但當(dāng)工作人員發(fā)現(xiàn)變壓器的工作有問題時(shí)，必須仔細(xì)地檢查變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，尤其是繞組的絕緣和接線，以保證電網(wǎng)的供電效率。變壓器的關(guān)鍵部件是繞組，變壓器在長(zhǎng)期使用后，容易產(chǎn)生負(fù)載過大，造成變壓器的散熱能力下降，線圈匝間和主絕緣發(fā)生故障，造成線圈主絕緣老化，造成變壓器在高壓測(cè)試中失效。

此外，變壓器若發(fā)生多次短路，極易造成繞組變形，繞組失效，造成變壓器在高壓測(cè)試時(shí)發(fā)生故障。

5.4 瓦斯保護(hù)

電力變壓器發(fā)生故障后，必須立即查找故障的根源，并對(duì)其進(jìn)行全面、深入的檢修，確定故障的成因，制定有效的解決辦法，以便在瓦斯保護(hù)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)故障。在變壓器的高壓測(cè)試中，存在著許多原因，例如：內(nèi)部故障、保護(hù)裝置二次電路故障、油位下降的速度快等。針對(duì)煤氣保護(hù)失效的問題，相關(guān)的測(cè)試人員要對(duì)變壓器進(jìn)行全方位的檢查，找出其產(chǎn)生的主要原因，并對(duì)其進(jìn)行處理，確保測(cè)試結(jié)束后仍能正常工作[5]。在解決了變壓器的氣體保護(hù)問題后，在其重新投入使用前，必須對(duì)其進(jìn)行檢查，以保證其通過測(cè)試，方可繼續(xù)使用。

5.5 自動(dòng)跳閘

變壓器高壓測(cè)試中出現(xiàn)跳閘的原因有二：一是有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員素質(zhì)不高；二是變壓器的內(nèi)部構(gòu)造也有一些不正常的現(xiàn)象。為了有效地減少跳閘事故的發(fā)生，工作人員不但要具備豐富的實(shí)驗(yàn)操作技巧，而且要對(duì)變壓器的內(nèi)部進(jìn)行仔細(xì)的檢查。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，設(shè)備不能自動(dòng)關(guān)閉時(shí)，要進(jìn)行人工操作。如果變壓器在高壓試驗(yàn)中出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，那么相關(guān)的試驗(yàn)人員就需要對(duì)變壓器的外部線路進(jìn)行檢測(cè)，從而確定故障的原因。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了保證變壓器的正常工作，必須對(duì)變壓器進(jìn)行高壓測(cè)試，在進(jìn)行高壓測(cè)試時(shí)，會(huì)發(fā)生一些故障，比如異常響聲、自動(dòng)跳閘、油位下降過快、繞組故障等，因此在進(jìn)行測(cè)試之前，必須仔細(xì)地檢查變壓器的整體和接線，以免影響測(cè)試的精度。從有關(guān)分析中可以看出，高壓試驗(yàn)中有效的故障處理措施可以確保試驗(yàn)順利有效地進(jìn)行，使試驗(yàn)結(jié)果更為可靠，并確保變壓器的運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到有關(guān)的安全要求。為此，必須不斷探索變壓器的高壓測(cè)試控制技術(shù)，以提高其測(cè)試技術(shù)和測(cè)試成果的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。