蘇健

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉林供電局變電管理所 廣西玉林市 537000）

電力變壓器的高壓試驗(yàn)技術(shù)研究

蘇健

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉林供電局變電管理所 廣西玉林市 537000）

近些年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷上升，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)力也在不斷提高，帶動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)飛速發(fā)展。作為電力系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分，電力變壓器經(jīng)常投入到電氣設(shè)備的使用過(guò)程當(dāng)中，同時(shí)這也是發(fā)電廠的常用設(shè)備。電力變壓器的使用效率將直接關(guān)系到整個(gè)發(fā)電、供電和用電的質(zhì)量。因此，我們必須要重視對(duì)電力變壓器的高壓試驗(yàn)，研究其試驗(yàn)的條件、方法、故障的診斷方法等等。

電力變壓器；高壓試驗(yàn)；常見(jiàn)故障；診斷措施

1 前言

為了有效的預(yù)防故障，必須要對(duì)其有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，然后再采取相應(yīng)的措施對(duì)這些故障加以處理，從而保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行。而在進(jìn)行電力變壓器高壓試驗(yàn)時(shí)，往往還存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，所以在進(jìn)行試驗(yàn)之前，必須要充分考慮各個(gè)方面因素的影響，在保證安全的基礎(chǔ)上確保試驗(yàn)的順利完成，對(duì)于試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法及試驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行全面的了解和分析，作出科學(xué)合理的判斷。因此對(duì)于電力變壓器的高壓試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行研究有著非常重要的意義。

2 電力變壓器的高壓試驗(yàn)的條件

在電力變壓器開(kāi)始進(jìn)行高壓試驗(yàn)之前，為了確保高壓試驗(yàn)按照規(guī)范的流程進(jìn)行并且保證高壓試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，相關(guān)試驗(yàn)人員需要對(duì)高壓試驗(yàn)所涉及到的額定條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)目紤]，同時(shí)盡可能對(duì)其中的共性條件進(jìn)行科學(xué)提取，從而有效提高電力變壓器高壓試驗(yàn)的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。

2.1 對(duì)于額定電壓和電容進(jìn)行有效控制

在具體的電力變壓器高壓試驗(yàn)活動(dòng)當(dāng)中，不僅需要對(duì)周圍環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行有效控制，同時(shí)對(duì)電力變壓器的額定電壓和電容進(jìn)行有效控制也十分重要，只有對(duì)于電力變壓器的額定電壓以及電容進(jìn)行有效得空控制，才能夠更好地保證電力變壓器的散熱性能，預(yù)防由于額定電壓和電容超標(biāo)而給電力變壓器造成損壞。

2.2 保障變壓器的絕緣性

為了能夠確保電力變壓器高壓試驗(yàn)活動(dòng)的順利進(jìn)行，除了需要對(duì)周圍環(huán)境的溫度和濕度嚴(yán)加控制，對(duì)額定電壓和電容進(jìn)行有效控制而外，還必須要注意對(duì)變壓器的絕緣性的保障。首先，確保高壓試驗(yàn)環(huán)境溫度和濕度的適當(dāng)性，對(duì)有可能會(huì)影響電力變壓器絕緣性的污垢、污漬等進(jìn)行清除，確保電力變壓器的絕緣性不會(huì)受到影響，從而為電力變壓器的高壓試驗(yàn)提供更有力的保障。

2.3 采取有效的安全措施

首先必須要嚴(yán)格按照規(guī)定來(lái)做好相應(yīng)的防護(hù)任務(wù)，在試驗(yàn)場(chǎng)地周圍安裝好安全網(wǎng)，同時(shí)還要在高壓現(xiàn)場(chǎng)掛好警示牌，從而防止人員誤入而對(duì)其造成傷害。在試驗(yàn)的過(guò)程中，還必須要專門安排工作人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡視，從而確保試驗(yàn)的安全進(jìn)行。在試驗(yàn)的過(guò)程中，各個(gè)工作人員必須要有明確的分工，這也是保證試驗(yàn)得以安全進(jìn)行的一個(gè)必要條件，通過(guò)科學(xué)的分工能夠更好地協(xié)調(diào)隊(duì)伍，從而使得工作效率得以有效的提高。合理地對(duì)于各項(xiàng)工作加以部署，從而使得每一個(gè)工作人員都能夠各司其職，有效防止因?yàn)榉止げ幻鞔_而造成的安全隱患。每一個(gè)部分的負(fù)責(zé)人應(yīng)該對(duì)于所有的細(xì)節(jié)進(jìn)行認(rèn)真的檢查，確保不存在安全隱患之后，才能夠開(kāi)展試驗(yàn)，同時(shí)在所有的試驗(yàn)項(xiàng)目完成之后，并且等到所有的工作人員都撤離到安全區(qū)域之后，才能夠撤除安全網(wǎng)。

3 電力變壓器的高壓試驗(yàn)的方法

①必須要嚴(yán)格按照電力變壓器的接線原理圖來(lái)對(duì)于引線進(jìn)行連接，而且還要確保變壓器和控制箱接地的安全和可靠；②在進(jìn)行電力變壓器高壓試驗(yàn)之前，還必須要認(rèn)真仔細(xì)地對(duì)于各個(gè)部分的接線加以檢查，檢查接線的接觸是否良好，同時(shí)對(duì)于控制箱中的調(diào)壓器進(jìn)行檢查，必須要保證調(diào)壓器是調(diào)整到“零”為的，才能夠開(kāi)始高壓試驗(yàn)；③接通電力變壓器的電源，在綠色指示燈亮后才能夠按下啟動(dòng)按鈕，而在紅色指示燈點(diǎn)亮之后，就應(yīng)該等待升壓；④現(xiàn)場(chǎng)的工作人員應(yīng)該沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)控制箱中的調(diào)壓器手柄，在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，必須要保持勻速的狀態(tài)，然后緩慢地進(jìn)行升壓，在升壓的過(guò)程中，對(duì)于儀表指針的變化情況加以仔細(xì)觀察。以空載試驗(yàn)為例，在空載試驗(yàn)中，首先要以線路圖為依據(jù)進(jìn)行接線，然后選擇需要的儀表及其量程，儀器選擇完成后，對(duì)電路連線進(jìn)行重復(fù)檢查，確保其正確，在確認(rèn)接線無(wú)誤后，就可以按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行升壓。又比如在繞組直組的測(cè)定中，通?？梢赃x擇兩種方法，即直流伏安法與電橋法，其中直流伏安法的具體應(yīng)用為：采用具有穩(wěn)定電壓的直流電源，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓表的保護(hù)，需將按鈕開(kāi)關(guān)串聯(lián)在其中。在測(cè)量中，先關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，待電流穩(wěn)定，按下保護(hù)開(kāi)關(guān)，將電壓表接通，對(duì)繞組兩端電壓進(jìn)行測(cè)量。在完成測(cè)量后將保護(hù)開(kāi)關(guān)松開(kāi)，即先斷開(kāi)電壓表，確保電源斷開(kāi)時(shí)繞組產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電壓表造成損壞的問(wèn)題得到避免。對(duì)于小電阻測(cè)量，由于電壓表的分錄電流，采用如下公式來(lái)計(jì)算被側(cè)繞組的直流電阻：

r=U/（I-U/rv）

而辟出電壓表分流，則可用r=U/I，與實(shí)際電阻相比，計(jì)算值偏小。

在大電阻測(cè)量中，由于電流表內(nèi)阻rA上的電壓降，可以采用如下公式來(lái)計(jì)算被側(cè)繞組的電阻：

r=（U-rAI）/I

不考慮電流表內(nèi)阻分壓，則用r=U/I來(lái)計(jì)算內(nèi)阻。通過(guò)三次測(cè)量，取平均值則得出繞組直流電阻。

4 電力變壓器運(yùn)行中常見(jiàn)故障

4.1 變壓器過(guò)熱故障

變壓器過(guò)熱是電力變壓器高壓試驗(yàn)中最常見(jiàn)的故障之一，這一故障的存在不僅僅會(huì)對(duì)變壓器的安全運(yùn)行造成重要的影響，同時(shí)還會(huì)大大縮短變壓器的使用壽命。在變壓器運(yùn)行的過(guò)程中，變壓器是通過(guò)將電壓等級(jí)進(jìn)行升高或者是降低來(lái)將功率輸送出去，而一旦變壓器帶電，就會(huì)產(chǎn)生損耗，在電能經(jīng)過(guò)變壓器的時(shí)候，大部分的電能都會(huì)被輸送出去，但是由于受到材料的影響，往往還有一部分電能會(huì)被轉(zhuǎn)化為熱能，在其轉(zhuǎn)化為熱能之后，會(huì)使得變壓器繞組、鐵芯以及其它構(gòu)件的溫度升高，而且熱量還會(huì)向周圍輻射。如果在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，產(chǎn)熱量和散熱量達(dá)到了平衡的狀態(tài)，那么各個(gè)部件溫度的變化情況不會(huì)很大，但是如果當(dāng)發(fā)熱量大于了散熱量，就會(huì)引起變壓器部件的過(guò)熱。而由于過(guò)熱所導(dǎo)致的缺陷、故障以及事故，都被稱為過(guò)熱故障。變壓器的過(guò)熱故障常常發(fā)生于繞組、鐵芯、油、夾件、分接開(kāi)關(guān)和連接螺栓等，之所以會(huì)出現(xiàn)變壓器過(guò)熱故障，主要原因來(lái)自于以下幾個(gè)方面：①由于變壓器組件的制造工藝存在缺陷；②在產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)了松動(dòng)或者脫落的情況；③檢修不到位；④運(yùn)行環(huán)境過(guò)于惡劣。

在電力變壓器的運(yùn)行過(guò)程中，鐵芯過(guò)熱故障、繞組過(guò)熱故障及油箱局部過(guò)熱故障都是常見(jiàn)的過(guò)熱故障，其中鐵芯過(guò)熱故障多是由于變壓器的設(shè)計(jì)和制造工藝方面存在問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致鐵芯多點(diǎn)接地或者是短路而產(chǎn)生的。而繞組過(guò)熱故障又可以分為三種情況，分別是異常運(yùn)行過(guò)熱故障、發(fā)熱異常型過(guò)熱故障和散熱異常型過(guò)熱故障，繞組的過(guò)熱故障有可能會(huì)導(dǎo)致變壓器匝間短路或者是對(duì)鐵芯放電事故的發(fā)生。而油箱局部過(guò)熱主要是由于渦流集中所引起的。

4.2 變壓器絕緣故障

對(duì)于電力變壓器而言，絕緣系統(tǒng)是其一個(gè)非常重要的組成部分，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都與絕緣系統(tǒng)的性能有著密不可分的關(guān)系，所以說(shuō)變壓器的絕緣系統(tǒng)在很大程度上影響著其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。而在變壓器的運(yùn)行過(guò)程中，由于絕緣故障所導(dǎo)致的問(wèn)題是十分常見(jiàn)的，如果絕緣系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，往往都需要返廠進(jìn)行大修，而且修復(fù)的周期也十分長(zhǎng)。而變壓器的絕緣故障一般可以分為工頻電壓下的絕緣故障和過(guò)電壓下的絕緣故障。所謂的工頻電壓下的絕緣故障是指的變壓器在正常運(yùn)行的情況下，由于受到外界環(huán)境中水分子、雜質(zhì)等因素的影響，從而使得局部的場(chǎng)強(qiáng)發(fā)生變化，進(jìn)一步導(dǎo)致絕緣環(huán)境發(fā)生變化，最終引起絕緣事故，一般來(lái)說(shuō)，引起絕緣故障的具體因素有絕緣受潮、懸浮導(dǎo)體或金屬遺留物或絕緣本身存在雜質(zhì)。而過(guò)電壓下的絕緣故障則是指的變壓器在運(yùn)行過(guò)程中遭受過(guò)電壓，從而使得強(qiáng)電場(chǎng)將絕緣擊穿的事故。一般而言，過(guò)電壓故障又可以分為暫時(shí)過(guò)電壓故障、雷電過(guò)電壓故障、操作過(guò)電壓故障和快速瞬時(shí)變過(guò)電壓故障。

5 電力變壓器的高壓試驗(yàn)的診斷方法

5.1 電氣試驗(yàn)方法

在進(jìn)行電力變壓器高壓試驗(yàn)的過(guò)程中，可以通過(guò)電氣試驗(yàn)方法來(lái)對(duì)于故障進(jìn)行分析，在對(duì)該方法加以使用的過(guò)程中：①可以對(duì)于電力變壓器的直流電阻進(jìn)行測(cè)量，從而判斷電力變壓器是否出現(xiàn)了斷線故障、短路故障以及分接頭接觸不良故障。在進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，必須要注意需要把所有測(cè)量的結(jié)果換算到20℃所對(duì)應(yīng)的值，而且對(duì)于各相所測(cè)得的結(jié)果，必須要保證其差值在平均值的4%以內(nèi)。②還可以通過(guò)對(duì)于變壓器絕緣電阻和極化指數(shù)的測(cè)量來(lái)對(duì)變壓器是否出現(xiàn)大面積受潮故障和絕緣擊穿故障加以判斷，如果絕緣電阻高于出廠試驗(yàn)的70%，而且吸收比大于了1.3，則表明變壓器不存在大面積受潮的現(xiàn)象，電力變壓器的絕緣電阻的狀態(tài)及極化指數(shù)可以參照表1。

表1 絕緣電阻的狀態(tài)與極化指數(shù)的關(guān)系

5.2 泄露電流的測(cè)量

在對(duì)電力變壓器泄漏電流進(jìn)行測(cè)量之前，必須要事先做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備好相關(guān)的儀器，一般對(duì)于泄露電流的測(cè)量都是通過(guò)數(shù)顯泄露電流測(cè)試儀來(lái)獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在使用該儀器時(shí)，必須要注意對(duì)于其電壓的控制，一般在試驗(yàn)的過(guò)程中，都是將電壓控制在2.5kV以下，如果在試驗(yàn)的過(guò)程中出現(xiàn)了直流兆歐表不能夠滿足電壓要求的情況，則可以采用加直流高壓的試驗(yàn)方法，這樣就能夠使得測(cè)量的結(jié)果更為精確。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述分析可以得知，電力變壓器高壓試驗(yàn)對(duì)于供電、發(fā)電和用電來(lái)說(shuō)都具有十分重要的意義。本文對(duì)電力變壓器高壓試驗(yàn)進(jìn)行了多方位的分析和研究，包括試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法，常見(jiàn)故障以及故障的解決措施等等。希望通過(guò)本文的分析能夠給予讀者有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

[1]張少國(guó).電力變壓器的電氣高壓試驗(yàn)技術(shù)探討[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2014（27）：82.

[2]黃開(kāi)溶.電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)及故障處理研究[J].江西建材，2015（1）：226.

TM41

A

1004-7344（2016）26-0093-02

2016-7-5

蘇健（1989-），男，漢族，廣西玉林人，助理工程師，本科，主要從事電氣試驗(yàn)工作。