任立志 徐凡 趙輝

摘要：在現(xiàn)代社會(huì)當(dāng)中，電能是國(guó)人日常工作和生活中必須要使用到的重要資源。而在中國(guó)，較為常見(jiàn)的發(fā)電形式包含有火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、核電等，而在電能生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其安全性便關(guān)系到全國(guó)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。作為電力傳輸過(guò)程中的重要基礎(chǔ)性設(shè)備，變壓器在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性便顯得尤為重要，而及早發(fā)現(xiàn)并排除變壓器在使用過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題，便成為了電力部門(mén)日常工作中的重點(diǎn)，而電氣試驗(yàn)，便成為了變壓器故障檢查中所常見(jiàn)的一種技術(shù)，針對(duì)電氣試驗(yàn)特性進(jìn)行研究，合理選擇實(shí)驗(yàn)種類(lèi)進(jìn)行故障排除，也成為了相關(guān)技術(shù)人員所必須要重視的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：電氣試驗(yàn);故障檢測(cè);案例分析;運(yùn)用方式

中圖分類(lèi)號(hào)：TM407

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

引言

伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)在這些年得到了快速發(fā)展，預(yù)計(jì)到2020年，將會(huì)大幅提升整個(gè)電網(wǎng)容量和電壓等級(jí)。中國(guó)超高壓輸變電網(wǎng)絡(luò)的主干主要是以500千伏線路為主，有些特高壓興旺的地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始采用超過(guò)750千伏和1000千伏級(jí)，變壓器是重要的能源傳輸裝置，其內(nèi)部故障檢測(cè)技術(shù)更是重中之重，未來(lái)整個(gè)電力工業(yè)的發(fā)展和電力建設(shè)將來(lái)的目標(biāo)方向都會(huì)受到電力設(shè)備的影響。

1、變壓器故障分析

1.1抗缺乏短路能力

因?yàn)椴淮嬖诮^對(duì)較緊的一般主體結(jié)構(gòu)，變壓器主要有較小的容量裕度和不能承受大電流的能力，這些不足的地方需要進(jìn)行補(bǔ)償，而這些補(bǔ)償器需要獨(dú)立的反應(yīng)器。其中負(fù)荷管理能力程度較低的是緊湊型變壓器，這種變壓器有時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生環(huán)境保護(hù)技術(shù)動(dòng)作，這是因?yàn)樽儔浩鳒囟冗^(guò)高而引起的，而變壓器的過(guò)高溫度又受到超載負(fù)荷程度的影響。

1.2絕緣容易失效

因?yàn)槔@組緊固結(jié)構(gòu)，不僅減少了匝間距離和相位，還減弱絕緣，導(dǎo)致局部加熱嚴(yán)重，特別是在局部缺陷的存在范圍內(nèi)的絕緣變得更脆弱，降低其抵御陡波能力過(guò)電壓的浪涌。中國(guó)發(fā)生外絕緣閃絡(luò)的主要問(wèn)題原因包含污穢、海拔和潮濕天氣等社會(huì)因素;在干燥的戶(hù)外環(huán)境下，外絕緣的材料強(qiáng)度一般是很高的，不會(huì)隨便損壞，但外絕緣技術(shù)同樣也因?yàn)橥饨^緣閃絡(luò)的主要原因而被影響。

1.3繞組故障和引線故障

變壓器內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生多種故障，其中繞組故障、引線故障是所有故障類(lèi)型中出現(xiàn)最多的情況。變壓器中的線圈直接關(guān)系到電流的產(chǎn)生，但是一些變壓器在生產(chǎn)的時(shí)候并沒(méi)有將變壓器的線圈焊接完好，導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)繞組故障，影響了電流的生產(chǎn)。我們常見(jiàn)的短路現(xiàn)象、線圈的大小、粗細(xì)發(fā)生改變都是受繞組現(xiàn)象的影響，變壓器所能承載的能量是有限的，線圈的變動(dòng)會(huì)影響電能的大小，進(jìn)而輸送電能也是極其混亂的，最終影響了整體電路。最后外部環(huán)境的變化也會(huì)影響電壓器的正常工作，如變壓器進(jìn)水導(dǎo)致內(nèi)部部件損壞等。

1.4過(guò)熱故障類(lèi)型

在煤礦生產(chǎn)中我們經(jīng)常會(huì)遇到傳輸線路發(fā)熱的現(xiàn)象，對(duì)于電機(jī)變壓器來(lái)說(shuō)同樣也遭受該種故障的困擾。電機(jī)變壓器內(nèi)部會(huì)受到多種原因的影響導(dǎo)致發(fā)熱現(xiàn)象，而發(fā)熱故障的類(lèi)型主要由以下幾種，即引線發(fā)熱、漏磁過(guò)熱、繞組過(guò)熱。其中引線過(guò)熱發(fā)生的主要部位是套管，發(fā)熱的具體表現(xiàn)主要有三種即引流、接頭、引線斷骨。漏磁過(guò)熱產(chǎn)生的原因主要是線圈和磁場(chǎng)的位置，原邊繞組的磁場(chǎng)互通之后會(huì)遺漏副邊繞組，導(dǎo)致副邊的磁場(chǎng)成為漏磁通。

2、電氣試驗(yàn)的幾種類(lèi)型簡(jiǎn)介

2.1直流電阻試驗(yàn)

在變壓器進(jìn)行交接、大面積維修和調(diào)整分接開(kāi)關(guān)之后，進(jìn)行直流電試驗(yàn)是其中一項(xiàng)重要內(nèi)容，同時(shí)也是變壓器在發(fā)生問(wèn)題以后所必須要施行的檢查方法。憑借對(duì)直流電阻的測(cè)試，可以有效就繞組接頭的焊連質(zhì)量、繞組是否存在有短路現(xiàn)象等問(wèn)題進(jìn)行檢查;電壓分接開(kāi)關(guān)的各大功能區(qū)域接觸是否良好以及開(kāi)關(guān)的所在區(qū)域和設(shè)計(jì)區(qū)域是否匹配;引出線是否存在有撕裂現(xiàn)象;多根導(dǎo)線并繞的繞組是否存在有撕裂現(xiàn)象等。在日常實(shí)踐中，針對(duì)中小型變壓器設(shè)備的日常檢測(cè)當(dāng)中，大部分均使用直流電橋法，在被試線圈的電阻大小超過(guò)1Ω的通常使用單臂電橋測(cè)量，603kVA以上變壓器，若沒(méi)有中性點(diǎn)引出線時(shí)，相同分解位置測(cè)量的繞組直流電阻，直接使用電阻進(jìn)行相互對(duì)比，其最高差值應(yīng)在三項(xiàng)平均值的2%以?xún)?nèi)，并且和之前所得出的測(cè)量數(shù)據(jù)相對(duì)比，相對(duì)變化幅度也需要控制在2%以?xún)?nèi)，630kVA和以下的變壓器，之間的數(shù)值差異需要在三項(xiàng)平均值的4%以?xún)?nèi)，線間誤差值范圍需要控制在2%以?xún)?nèi)。

2.2絕緣電阻試驗(yàn)

所謂絕緣電阻，指的是在絕緣體的限定范圍電壓范圍內(nèi)，增加直流電壓時(shí)，測(cè)試其所含有的離子從電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)所形成的電流，測(cè)量人員基于歐姆定律來(lái)運(yùn)算得到具體數(shù)值。也就是說(shuō)，檢測(cè)測(cè)量絕緣電阻與吸收比是檢測(cè)變壓器絕緣能力過(guò)程中十分常見(jiàn)的一種方法，能夠有效監(jiān)測(cè)出影響變壓器絕緣效果的異物，絕緣層是否破損、擊穿、臟污、絕緣油是否劣化等問(wèn)題，在檢測(cè)環(huán)節(jié)之中，需要短接繞組引線，非被測(cè)組接地，由此進(jìn)行逐一檢測(cè)。值得注意的是，在各異的絕緣設(shè)備之中，在同一電壓環(huán)境下，總電流伴隨時(shí)間的發(fā)展而呈現(xiàn)出不一樣的曲線，也就是相同設(shè)備，若絕緣能力存在問(wèn)題，其電流曲線一定會(huì)存在異常，電流的吸收效果不顯著，總電流隨時(shí)間的發(fā)展下降遲緩，所以，針對(duì)相同絕緣設(shè)施，檢測(cè)人員基于數(shù)值的變化便能夠?qū)^緣情況進(jìn)行初步了解，一般使用絕緣電阻的比值進(jìn)行表示。

2.3局部放電信號(hào)診斷方法

針對(duì)變壓器的各項(xiàng)故障，局部放電信號(hào)也是一種比較先進(jìn)的故障查詢(xún)方法。變壓器內(nèi)部可以分為多個(gè)部分，對(duì)這些單個(gè)部分設(shè)置局部放電信號(hào)可以迅速的找到故障位置。舉例來(lái)說(shuō)，變壓器會(huì)經(jīng)常發(fā)生一些絕緣故障，這是由于絕緣材料老化出現(xiàn)的，如果這個(gè)時(shí)候安裝了局部放電信號(hào)，一旦電機(jī)導(dǎo)電就可以迅速的發(fā)出信號(hào)，人們就可以找到發(fā)射信號(hào)的具體位置對(duì)故障進(jìn)行處理。該系統(tǒng)中主要發(fā)揮作用的是超聲波檢測(cè)，電力系統(tǒng)借助該方式可以有效地精確查找，為電路的正常運(yùn)行提供了必要的保障。

2.4變壓器內(nèi)部故障紅外檢測(cè)

紅外信息技術(shù)主要工作原理：任何一個(gè)高于絕對(duì)零度（-273.15℃）的物體都會(huì)因自身分子進(jìn)行運(yùn)動(dòng)而輻射出紅外線。IR是一種電磁波，0.75～1000微米的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，由所述波長(zhǎng)范圍的近紅外（0.75～3μm）的劃分，中紅外（3～6微米），遠(yuǎn)紅外（6～15微米），一個(gè)遠(yuǎn)紅外線（15～1000微米）。物體表面由單元組合形成，存在一個(gè)熱輻射能量場(chǎng)，能量場(chǎng)有一個(gè)環(huán)境溫度數(shù)據(jù)分布場(chǎng)。已知是利用表面的紅外輻射強(qiáng)度的紅外照相機(jī)的檢測(cè)形狀并表現(xiàn)出溫度分布，紅外圖像呈現(xiàn)出亮暗的區(qū)別是反映物體外表工作溫度的高低，對(duì)物體表面溫度及溫度場(chǎng)的檢測(cè)便可作為判別設(shè)施管理能否可能存在一些故障。

結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的進(jìn)步，電力變壓器作為發(fā)變電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，內(nèi)部安裝檢測(cè)系統(tǒng)的必要性已漸漸成為電力行業(yè)的共識(shí)，電力變壓器的工作效率代表了電力部門(mén)的經(jīng)濟(jì)效益，電力變壓器出現(xiàn)了內(nèi)部檢測(cè)技術(shù)，這在運(yùn)行的很大程度上使得可靠性提高，投入的維護(hù)費(fèi)用延緩，檢修周期延長(zhǎng)，最終使得電力變壓器的使用壽命變長(zhǎng)。正因?yàn)檫@樣，為國(guó)家?guī)Я朔浅？捎^的的財(cái)政收益。電力變壓器設(shè)備的內(nèi)部檢測(cè)技術(shù)是今后的發(fā)展方向，具有廣闊的前景。

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