電力變壓器高壓試驗(yàn)及故障處理探究

吳 陽

（國網(wǎng)湖北省咸寧市供電公司，湖北 咸寧 437000）

在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的背景下，我國的電網(wǎng)系統(tǒng)也在進(jìn)行著全面的改造和升級(jí)。在電力系統(tǒng)中，變壓器是最重要的一種，只有對變壓器的實(shí)際運(yùn)行性能和常見的故障類型進(jìn)行細(xì)致、全面的檢測，才能準(zhǔn)確、迅速地解決具體電力事故，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與效率。但是在電力變壓器高壓試驗(yàn)過程中，由于多種原因，可能會(huì)產(chǎn)生各類型的故障，所以，相關(guān)工作人員必須要掌握相應(yīng)的故障處理方法，以便能夠?qū)σ馔馇闆r的發(fā)生進(jìn)行及時(shí)的處理。

1 電力變壓器高壓試驗(yàn)的概述

1.1 基本概念

通常技術(shù)人員對電力變壓器進(jìn)行測試的目的是為了檢測出其中是否有故障問題出現(xiàn)，一旦測試時(shí)發(fā)現(xiàn)有故障出現(xiàn)，那么就有必要進(jìn)行合理的處理，采取切實(shí)可行的解決對策。技術(shù)人員在檢修維修前，需根據(jù)變壓器工作環(huán)境中的溫濕度條件進(jìn)行試驗(yàn)測定，保證兩者都在規(guī)定的范圍之內(nèi)，這樣既能保證全機(jī)的正常工作，又能提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確度及檢修維修效果。

同時(shí)，技術(shù)人員還要做好變壓器周圍環(huán)境的檢測，盡量避免雜質(zhì)的出現(xiàn)，從而能夠最大限度地確保整個(gè)檢測過程中的安全。在試驗(yàn)方法的選擇上，技術(shù)人員要先進(jìn)行放電試驗(yàn)，對一些線路放電能夠更加精準(zhǔn)地查找出故障問題的所在，也能夠避免試驗(yàn)給系統(tǒng)運(yùn)行造成不良影響。通過測試，技術(shù)人員能夠?qū)﹄娮璧挠猛居幸粋€(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)，一旦測試結(jié)果顯示出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，就需要對絕緣線圈進(jìn)行及時(shí)的更換，從而充分保證整個(gè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作。

1.2 電力變壓器高壓試驗(yàn)所需條件

做實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要求周圍環(huán)境滿足一定標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該對其做較為嚴(yán)格的測試，保證整個(gè)實(shí)驗(yàn)開展?jié)M足一定的前提條件。首先，需選用高質(zhì)量的電阻器來發(fā)揮電阻器的散熱功能，盡可能地減少安全事故發(fā)生于電阻器中的可能性。其次，為使測試結(jié)果更精確，還需對周圍環(huán)境因素進(jìn)行控制，力求使溫度、濕度均維持在較嚴(yán)格范圍[1]。溫度過高必然會(huì)對變壓器運(yùn)行效果造成影響，這主要是由于溫度過高時(shí)電阻器內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)比較活躍，可能導(dǎo)致變壓器不能正常工作，有些耐熱性較低的物質(zhì)甚至直接溶解，導(dǎo)致一些安全事故隱患產(chǎn)生，進(jìn)而得不到很好的測試結(jié)果。

同時(shí)，還需及時(shí)清理四周灰塵，以免干擾試驗(yàn)過程，以及對試驗(yàn)結(jié)果造成沖擊。所以對周圍環(huán)境有較為全面的掌握，并做好有效的環(huán)境改善工作，對各種情況進(jìn)行有效控制也是非常關(guān)鍵的，技術(shù)人員應(yīng)該盡可能地避免這一方面存在的問題而影響高壓試驗(yàn)中各流程的開展?？偠灾宰罱K效果為主要工作目標(biāo)，避免各種內(nèi)外部條件的缺陷與漏洞，可以降低故障問題發(fā)生率，促進(jìn)電力變壓器高壓試驗(yàn)質(zhì)量水平的提升。

2 電力變壓器高壓試驗(yàn)影響因素

2.1 溫度因素

在測試過程中，測試結(jié)果會(huì)受到溫度的影響，比如，剛剛停用的電力變壓器，其內(nèi)部的溫度仍然很高，如果不能確定線圈的溫度，就會(huì)對最終確定直流電阻值的精度造成影響。對于同一變壓器，若在高溫狀態(tài)下，只根據(jù)絕緣電阻的絕對值進(jìn)行對比，而忽略了溫度等因素，將導(dǎo)致測試結(jié)果的準(zhǔn)確性很難保證。

2.2 測量因素

在進(jìn)行測試時(shí)，各項(xiàng)測試儀器精度均應(yīng)滿足相關(guān)要求，這是確保測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠的重要依據(jù)，否則將直接對測試結(jié)果造成影響。為此，應(yīng)增強(qiáng)檢驗(yàn)人員的責(zé)任心，確保認(rèn)真檢驗(yàn)儀器，防止儀器出現(xiàn)故障而影響檢驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性。

2.3 接地因素

變壓器試驗(yàn)時(shí)，若鐵芯未正確接地，則會(huì)影響鐵芯在變壓器電路中所發(fā)揮的作用，從而導(dǎo)致絕緣電阻值出現(xiàn)誤差。

3 電力變壓器高壓試驗(yàn)中常見的故障問題

3.1 電壓不一致而引起的異常

在電力生產(chǎn)的整個(gè)過程中，需要經(jīng)歷發(fā)電、輸電、用電等環(huán)節(jié)，并且要求有一個(gè)復(fù)雜的生產(chǎn)流程和與之相適應(yīng)的生產(chǎn)環(huán)境。在輸變電工程管理的基本理論中，發(fā)電的概念指的是電力的產(chǎn)生，其生產(chǎn)方式可以是利用水能、火能等；輸電的含義是通過高壓線路將電能輸送出去；配電的含義是將電能還原到適當(dāng)?shù)姆秶?，確保將電能安全地輸送到用戶手中。而通過高壓變壓器，可以將電能從高壓轉(zhuǎn)換為低壓，保證用電區(qū)域的電壓變換。電壓的正確性直接影響到變壓器的高壓試驗(yàn)精度。一般來說，電壓異常的產(chǎn)生有多種原因，如接觸不良、直流泄漏或多個(gè)元器件串聯(lián)等。變壓器設(shè)備的表面將會(huì)有電場及電暈電流，當(dāng)電壓過高時(shí)，將會(huì)引起電暈電流的降低。為防止由于電壓差異引起的電網(wǎng)運(yùn)行異常，必須使變壓器工作保持在一個(gè)穩(wěn)定的電壓狀態(tài)[2]。

3.2 引線和接地問題

變壓器高壓試驗(yàn)過程中，接地不良引起的異常情況十分普遍，因此，做好電線接地工作十分必要，需引起操作人員高度注意，才能避免許多危險(xiǎn)事故。若接地不良將使得變壓器電容量隨電壓上升而增加，還會(huì)使得操作設(shè)備介質(zhì)產(chǎn)生損失，進(jìn)而使得測量結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。

另外，引線有關(guān)問題對變壓器高壓試驗(yàn)亦有較大影響。在裝置中引線對于電流起著障礙作用，電流失穩(wěn)還會(huì)使電壓失穩(wěn)，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)裝置的異常情況或產(chǎn)生較大的誤差。所以，為保證測試的順利實(shí)施，操作人員在操作之前應(yīng)對設(shè)備做一定的檢驗(yàn)，從而保證所獲得的測試結(jié)果有一定的準(zhǔn)確度。雖然操作者在實(shí)驗(yàn)中難以準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行操作，但必須盡可能地減少誤差，特別是要避免接線不當(dāng)?shù)那闆r。變壓器設(shè)備各個(gè)方面具有獨(dú)立性，且各類設(shè)備參數(shù)相當(dāng)清晰，若運(yùn)行人員不按標(biāo)準(zhǔn)步驟運(yùn)行，則可能發(fā)生設(shè)備受損等問題。在實(shí)際中有很多操作人員只憑經(jīng)驗(yàn)來布線，這極易造成布線錯(cuò)誤，甚至有時(shí)發(fā)生設(shè)備短路。

3.3 進(jìn)度和質(zhì)量監(jiān)管力度不夠

縝密的工程計(jì)劃可以有效約束工程施工中各個(gè)環(huán)節(jié)的流程，但是，在目前的電力系統(tǒng)變壓工程項(xiàng)目中，對于工程計(jì)劃的制訂和測試進(jìn)度的管理工作卻不到位。在現(xiàn)行的管理體制下，因?yàn)楦鞴芾聿块T管理職責(zé)不一樣，所以他們在工作的進(jìn)度和具體工作流程上勢必有所差別，此時(shí)，如果有關(guān)人員不能將輸變電工程之間的關(guān)系建立起來，各部門的工作人員對施工進(jìn)度的把握就會(huì)有所欠缺，就會(huì)導(dǎo)致各部門之間不能有效配合，工作缺少同步性，進(jìn)而對電力系統(tǒng)輸變電項(xiàng)目的順利進(jìn)行產(chǎn)生影響。

4 電力變壓器的常見故障及處理方法

4.1 自動(dòng)跳閘

在進(jìn)行高壓試驗(yàn)操作的時(shí)候，電力變壓器會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)跳閘的現(xiàn)象，那么技術(shù)人員就會(huì)通過外部檢查來把握故障原因。在面對因人員操作而引起的自動(dòng)跳閘時(shí)，可省去外部檢查。若是非人為導(dǎo)致自動(dòng)跳閘的情況下，則需要對裝置的內(nèi)外進(jìn)行綜合探測，以防變壓器在后期的運(yùn)行過程中，發(fā)生火災(zāi)事故。一般在變壓器周圍出現(xiàn)火災(zāi)事故時(shí)，都可以啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)的機(jī)制，自動(dòng)斷路器的使用可以保持電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，避免對設(shè)備的破壞。在不發(fā)生自燃故障的情況下，應(yīng)由技術(shù)人員進(jìn)行人工操作，切斷開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)搶救的目的。在發(fā)生火災(zāi)的情況下，以上的操作均為變壓器的基本操作。

4.2 內(nèi)部出現(xiàn)異常響動(dòng)

電力變壓器工作時(shí)發(fā)出電磁交流聲音。在進(jìn)行高壓試驗(yàn)操作的時(shí)候，內(nèi)部有異常聲響的情況下，可能是由于以下幾個(gè)方面的因素造成的：設(shè)備連接件的松動(dòng)，變壓器的超載，頂蓋螺絲的松動(dòng)以及內(nèi)部接觸的不良。變壓器繞組電流較大時(shí)，還會(huì)造成設(shè)備內(nèi)部噪聲的產(chǎn)生，需要對故障發(fā)生的部位進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，對斷電進(jìn)行良好的排查，對故障發(fā)生的原因進(jìn)行共同的分析，并采用科學(xué)化的措施進(jìn)行應(yīng)對[3]。

4.3 油位太高或者太低

電力變壓器在運(yùn)行過程中，需將油位保持在規(guī)范范圍之內(nèi)，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行參數(shù)對油位進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)。在進(jìn)行高壓試驗(yàn)作業(yè)時(shí)，在油位發(fā)生顯著改變的情況下，作業(yè)人員要做好各方面的調(diào)查工作，排查出漏油的情況；在油位顯著升高的情況下，應(yīng)分析環(huán)境溫度的作用。對呼吸管和油標(biāo)管處的質(zhì)量缺陷，也應(yīng)提高重視程度，以防阻塞管道而產(chǎn)生不利影響。同時(shí)要對設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，并做好科學(xué)化的處理和控制，從而保證電力變壓器的運(yùn)行安全。

4.4 瓦斯保護(hù)

在高壓測試工作中，造成電力變壓器氣體保護(hù)的原因有很多，如變壓器內(nèi)部故障、油位迅速下降、裝置二次電路出現(xiàn)故障等。在變壓器發(fā)生瓦斯保護(hù)故障的問題后，技術(shù)人員要做好相應(yīng)的檢查工作，確定故障發(fā)生的部位和原因，并采取有效的措施對其進(jìn)行處理。在對故障進(jìn)行檢修維護(hù)之后，一定要做好各方面的檢查和試驗(yàn)工作，保證在試驗(yàn)通過之后才能投入使用。

4.5 繞組故障

變壓器設(shè)備當(dāng)中，繞組是一個(gè)重要的組成部分。電力變壓器在測試運(yùn)行時(shí)，繞組故障產(chǎn)生的原因是多方面的，這是因?yàn)樽儔浩饕L期工作，很容易造成高負(fù)荷和散熱不佳，進(jìn)而引起繞組絕緣和匝間故障。在變壓器發(fā)生瓦斯保護(hù)失效的情況下，應(yīng)由技術(shù)員進(jìn)行相應(yīng)的檢查，找出故障的部位和產(chǎn)生的原因，并采取相應(yīng)的對策。在進(jìn)行故障維修之后，一定要進(jìn)行全面的檢查和試驗(yàn)，保證試驗(yàn)合格，才能投入使用。

4.6 接頭超溫故障

一般的變壓器都是以銅為引線的，在與鋁制品接觸的過程中，因?yàn)榭諝庵械臐駳獾淖饔?，很容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，造成鋁制品的腐蝕，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，造成接頭的損壞。因此在使用時(shí)，應(yīng)避免與銅件、鋁件接觸。必須聯(lián)接時(shí)，可采用專用的過渡頭聯(lián)接。

4.7 強(qiáng)化高壓試驗(yàn)的安全技術(shù)措施

在進(jìn)行變壓器高壓試驗(yàn)的過程中，需要多人來進(jìn)行試驗(yàn)操作，有經(jīng)驗(yàn)豐富的人員負(fù)責(zé)試驗(yàn)操作的全過程，并加強(qiáng)安全責(zé)任制度。在試驗(yàn)操作過程中，對設(shè)備容量、儀器量程需要進(jìn)行綜合分析，同時(shí)對儀表轉(zhuǎn)換開關(guān)、調(diào)壓器、插頭和滑桿的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行確定，減少誤差的出現(xiàn)。測試過程中，如需切斷裝置與外部連線的部位，一定要有清晰的標(biāo)志，并在測試作業(yè)結(jié)束后將接線恢復(fù)[4]。

5 提高電力變壓器高壓試驗(yàn)安全性的保障措施

電力系統(tǒng)變壓器進(jìn)行高壓試驗(yàn)時(shí)，因電壓比常規(guī)狀態(tài)高出幾倍，為降低高壓試驗(yàn)故障發(fā)生概率，強(qiáng)化安全隱患排查和風(fēng)險(xiǎn)管控，要求試驗(yàn)人員應(yīng)從故障問題入手，對于錯(cuò)接電路、錯(cuò)加電壓等方面的人為操作不當(dāng)和監(jiān)管不力問題，不僅要降低變壓器損壞的可能性，還要通過采取有效的安全措施和防護(hù)措施，降低因人身安全設(shè)備的運(yùn)行和試驗(yàn)所造成的危害，將風(fēng)險(xiǎn)降低至合理范圍內(nèi)。

5.1 科學(xué)制訂準(zhǔn)備計(jì)劃

在電力變壓器高壓試驗(yàn)啟動(dòng)前，首先應(yīng)由試驗(yàn)和有關(guān)人員實(shí)施預(yù)備工作，制訂出完善的試驗(yàn)計(jì)劃，并按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的范圍與要求進(jìn)行，使用安全網(wǎng)強(qiáng)化保護(hù)，設(shè)置安全指示標(biāo)識(shí)以提醒其他非試驗(yàn)人員注意，防止其他無關(guān)人員誤闖高壓試驗(yàn)場地造成身體損傷。另外，在試驗(yàn)現(xiàn)場還必須派專人負(fù)責(zé)安全監(jiān)管，做好看護(hù)、管理安全網(wǎng)工作，尤其對于有可能產(chǎn)生高壓電的區(qū)域，更應(yīng)保證安全網(wǎng)的覆蓋，以此來減少高壓測試工作可能存在的隱患，保證測試的順利開展。

5.2 建立明確責(zé)任分工機(jī)制

高壓試驗(yàn)所涉及的因素眾多，其潛藏的風(fēng)險(xiǎn)較大，為保證試驗(yàn)的安全運(yùn)行，必須特別安排不少于兩名的具有相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)的操作員，通過密切配合來共同做好高壓試驗(yàn)。同時(shí)，需要提前劃分每個(gè)高壓試驗(yàn)人員所擔(dān)負(fù)的職責(zé)以及所分管的任務(wù)，對高壓試驗(yàn)的任務(wù)、場所、具體流程和操作規(guī)范等作詳細(xì)的解釋，確保操作人員及管理人員在測試前能夠?qū)φ麄€(gè)試驗(yàn)具有一定的熟悉度。

5.3 規(guī)范試驗(yàn)操作過程

一方面，試驗(yàn)操作人員要清楚設(shè)備容量及儀表量程并確定儀表轉(zhuǎn)換開關(guān)，調(diào)壓器及滑桿旋轉(zhuǎn)方向，以提高高壓試驗(yàn)精度及可靠性。另一方面，試驗(yàn)人員應(yīng)將裝置及所接線路作詳細(xì)記錄，從而在斷線后能準(zhǔn)確地恢復(fù)原狀。另外，負(fù)責(zé)高壓試驗(yàn)的人員要及時(shí)從接線、接地處理和安全措施方面綜合考察，在保證不存在安全問題的前提下，允許試驗(yàn)人員疏散至安全網(wǎng)之外，然后再對變壓器進(jìn)行高壓試驗(yàn)[5]。

5.4 重視防火、防爆措施

在對電力變壓器進(jìn)行高壓試驗(yàn)的時(shí)候，一定要對變壓器運(yùn)行過程中出現(xiàn)的過載或短路問題采取相應(yīng)的預(yù)防措施，特別要注意絕緣油等絕緣材料。這是因?yàn)?，在高溫或電火花的作用下，它們?huì)發(fā)生降解、膨脹，產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，從而讓變壓器內(nèi)部壓力增大，極易導(dǎo)致絕緣油從變壓器的外部噴出，提高火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和嚴(yán)重爆炸危險(xiǎn)。

6 結(jié)語

總而言之，變壓器作為供電系統(tǒng)中常用的一種設(shè)備，不管是發(fā)電或者是供電時(shí)都凸顯出了優(yōu)良的應(yīng)用優(yōu)勢。同時(shí)，隨著電力變壓器的實(shí)用化程度不斷提高，有關(guān)測試的步驟也日趨繁瑣。為確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，必須有專門的測試人員來測試，并且在測試的全過程中要嚴(yán)格按照有關(guān)的程序和標(biāo)準(zhǔn)，對可能發(fā)生的各類故障進(jìn)行及時(shí)的處理。