洪葉 鄒海濤 侯鳳琛

摘要：電力變壓器本身的特性以及在電力系統(tǒng)中的特殊作用，使得變壓器運行穩(wěn)定性成為影響電力系統(tǒng)供給穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。隨著整體工業(yè)水平的提高，雖然電力變壓器制造工藝有了長足進(jìn)步，但21世紀(jì)以來，電力系統(tǒng)自動化程度進(jìn)一步提高，使得電力系統(tǒng)更加智能化，復(fù)雜化。隨著電力系統(tǒng)“智能電網(wǎng)”和“無人值班，少人值守”運行模式的推進(jìn)，生產(chǎn)現(xiàn)場要求配備更少值班人員的同時，也對設(shè)備的性能和運行穩(wěn)定性提出了更高的要求。電力變壓器作為電力系統(tǒng)中舉足輕重的調(diào)壓設(shè)備，對其進(jìn)行定期、及時的運行分析，并對已發(fā)現(xiàn)的隱患進(jìn)行跟蹤、處理和預(yù)判，是保證電力變壓器運行穩(wěn)定性的重要手段之一。

關(guān)鍵詞：電力;變壓器;預(yù)防性;試驗技術(shù);要點

1電力變壓器預(yù)防性試驗的必要性分析

1.1保證變壓器性能

良好的性能是充分發(fā)揮電力變壓器的基礎(chǔ)，尤其是變壓器的升壓能力和降壓能力，對電力變壓器進(jìn)行預(yù)防性試驗?zāi)軌驅(qū)ψ儔浩鬟M(jìn)行詳細(xì)的檢測，及時發(fā)現(xiàn)電力變壓器潛在的故障，并采取有效措施進(jìn)行維修、保養(yǎng)，這對于保證變壓器的性能有著重要的作用。

1.2保證變壓器運行安全

電力事故一直是制約電力行業(yè)發(fā)展的重要問題，電壓器的安全問題至關(guān)重要，預(yù)防性試驗?zāi)軌蛲ㄟ^高精度的儀器對變壓器結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)進(jìn)行檢測，及時發(fā)現(xiàn)變壓器的安全隱患，有效提升了變壓器的安全系數(shù)。

1.3有利于對變壓器的日常監(jiān)測

在線監(jiān)測能夠?qū)ψ儔浩鞯倪\行進(jìn)行實時的檢測，能夠及時發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的故障情況，預(yù)防性試驗以在線監(jiān)測技術(shù)為基礎(chǔ)，其能夠?qū)\行中的變壓器進(jìn)行監(jiān)測，有效提升了變壓器運行的可靠性和穩(wěn)定性。

2絕緣電阻和吸收比試驗

2.1技術(shù)思路

在預(yù)防性試驗中，測量絕緣電阻和吸收比主要是針對變壓器絕緣材料受潮以及熱老化等方面的問題進(jìn)行綜合分析，其也是評估電力變壓器絕緣水平和發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的重要手段。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，變壓器絕緣材料在干燥后，其絕緣電阻的變化要顯著高于介質(zhì)損耗角正切值的變化。因此，在試驗中通過測量絕緣電阻與吸收比能很好的表征電力變壓器的絕緣水平。

2.2試驗技術(shù)路徑

2.2.1試驗設(shè)備選擇

目前測量絕緣電阻和吸收比的設(shè)備主要有兩種，手搖指針式兆歐表和電子式兆歐表。因企業(yè)運營成本等因素，老式手搖兆歐表仍在被使用。相比于電子式兆歐表，手搖式兆歐表操作更復(fù)雜，對操作人員的經(jīng)驗、專業(yè)技術(shù)要求更高。所以，本文選擇老式手搖兆歐表作為分析對象。一般技術(shù)要求建議，變壓器額定電壓大于1kV，選擇規(guī)格為2500V的兆歐表;變壓器額定電壓不足1kV時，選擇1000V兆歐表;對于220kV以上變壓器，選擇輸出電壓5000V，輸出電流大于等于3mA的兆歐表。

2.2.2測量時的技術(shù)要求

（1）變壓器表面污垢可能會產(chǎn)生雜散電流，被試設(shè)備計算為泄露電流時，將造成絕緣電阻偏低。為避免此問題，變壓器放電結(jié)束后選擇清潔的布料清理變壓器瓷屏、器身等部位，必要時可借助除油劑等處理污垢。若設(shè)備所處環(huán)境濕度偏高，可從被試設(shè)備屏蔽端子引出屏蔽線，通過軟裸線纏繞后與被試部件表面連接，屏蔽表面雜散電流。

（2）試驗時，為避免被試?yán)@組與非被試?yán)@組之間電容和感應(yīng)電壓的影響，測量絕緣電阻時，可使用空閑繞組短接接地的方法。其關(guān)鍵技術(shù)包括：將變壓器需要測試的繞組引出線前后短接，短接后與兆歐表“L”端連接。其非被試?yán)@組短接，并外殼連接接地，連接在兆歐表“E”端子上。這樣不但保證了被試部分與非被試部分有效隔離，而且避免了高反電動勢傷人和擊穿絕緣。

（3）整個測試過程，應(yīng)由兩名以上專業(yè)工作人員相互配合，在確定接線正確且有效后，由一個人負(fù)責(zé)操作兆歐表，并指定為負(fù)責(zé)人;另一人戴絕緣手套對兆歐表“L”端進(jìn)行接線，并按負(fù)責(zé)人指令進(jìn)行操作。

（4）試驗時，需將兆歐表放置平整。操作人員一只手穩(wěn)住兆歐表，另一只手虎口靠近搖桿位置并緊握搖柄。在“L”端與被試部位接觸良好后，轉(zhuǎn)動操作搖柄，將轉(zhuǎn)速保持在100-120轉(zhuǎn)/分鐘。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到建議轉(zhuǎn)速后，同時啟動計時器，并勻速搖動，以保證輸出電壓恒定[2]。

（5）在讀取測試結(jié)果后，操作搖柄保持搖動。當(dāng)負(fù)責(zé)人發(fā)出“拉開”命令后，斷開“L”端與設(shè)備連接線，隨后停止搖動。

3測量介質(zhì)損耗因數(shù)tgD

它主要用來檢查變壓器整體受潮油質(zhì)劣化、繞組上附著油泥及嚴(yán)重的局部缺陷。介質(zhì)測量常受表面泄露和外界條件（如干擾電場和大氣條件）的影響，因而要采取措施減少和消除影響?，F(xiàn)場我們一般測量的是連同套管一起的tgD，但為了提高測量的準(zhǔn)確和檢出缺陷的靈敏度，有時也進(jìn)行分解試驗，以判斷缺陷所在位置。如在對變壓器做預(yù)試時，發(fā)現(xiàn)一相套管介質(zhì)超標(biāo)，且絕緣不合格，讀數(shù)較低，經(jīng)分析后可能是由受潮引起，后拔出檢查發(fā)現(xiàn)套管末端底部有水分，套管已整體受潮，經(jīng)烘干處理后再做試驗，各項指標(biāo)均符合要求。測量泄漏電流和測量絕緣電阻相似，只是其靈敏度較高，能有效發(fā)現(xiàn)有些其他試驗項目所不能發(fā)現(xiàn)的變壓器局部缺陷。介質(zhì)損耗因數(shù)tgD和泄漏電流試驗的有效性正隨著變壓器電壓等級的提高、容量和體積的增大而下降，因此單純靠tgD和泄漏電流來判斷繞組絕緣狀況的可能性也比較小，這主要也是因為兩項試驗的試驗電壓太低，絕緣缺陷難以充分暴露。對于電容性設(shè)備，實踐證明如電容型套管、電容式電壓互感器、耦合電容器等，測量tgD和電容量CX仍是故障診斷的有效手段。

4對變壓器內(nèi)部氣體色譜分析

對于帶電電力變壓器來說，現(xiàn)有的預(yù)防性試驗還有著一定的局限性，不能夠檢測出電力變壓器內(nèi)部的潛在問題，而氣體繼電器則不能夠反映出氣體的成分和含量，從而造成一種試驗假象，導(dǎo)致試驗結(jié)果不準(zhǔn)確。電力變壓器發(fā)生故障的時候其內(nèi)部往往會析出一部分氣體，因此可以對變壓器內(nèi)部氣體進(jìn)行色譜分析，以此來判斷電力變壓器的故障，例如絕緣破壞故障、電弧性故障、過熱故障等等。氣相色譜分析在電力變壓器預(yù)防性試驗中的應(yīng)用十分廣泛，電力變壓器在出現(xiàn)故障的時候會因為局部過熱導(dǎo)致固體絕緣裂解，變壓器油也會分解，這就析出了氣體，例如氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等等。電力變壓器內(nèi)部故障主要有三種，一種是過熱性故障，一種是放電性故障，一種是絕緣受損故障，從放點故障上來看，其可以分為局部放電，電弧放電等，不同種類的放電其析出的氣體也不盡相同，根據(jù)相關(guān)實驗可知，電力變壓器的局部放電，也就是較小電流引起的放電主要能析出甲烷、丙烯和乙烯等氣體，電力變壓器電弧放電也就是大電流放電則會析出甲烷、氫氣、乙炔等氣體，電力變壓器的絕緣材料裂解則可能析出二氧化碳和一氧化碳等氣體，隨著溫度的升高，其析出氣體的成分也逐漸發(fā)生變化，以此為依據(jù)就可以利用氣體色譜分析來判斷電力變壓器的故障類型。

電力變壓器的一些不正常操作也可能產(chǎn)生故障氣體，例如變壓器油箱滲漏、開關(guān)動作時的懸浮電位放電等，這些析出的氣體會進(jìn)入油中，根據(jù)氣體的顏色就可以判斷故障的類型，例如氣體是灰色時，則可以判定是油中存在電弧故障，電弧導(dǎo)致油分解，氣體是灰色則可以判定是木材損傷故障，氣體為白色則可以判定為變壓器的絕緣損傷故障。

結(jié)論

在變壓器的維護(hù)檢修、運行工作中，必須認(rèn)真執(zhí)行電氣設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程，不斷提高質(zhì)量，堅持預(yù)防為主，使設(shè)備能夠長周期、安全、可靠運行，防患于未然。另外還應(yīng)堅持科學(xué)的態(tài)度，對試驗結(jié)果全面的、歷史的進(jìn)行綜合分析，掌握電氣設(shè)備性能變化的規(guī)律和趨勢，使電氣設(shè)備的絕緣性能始終處于監(jiān)控、掌握、管理之中。也只有這樣，才能真正認(rèn)識到電氣設(shè)備預(yù)防性試驗的必要性，才能限制電氣故障的擴(kuò)大、減輕設(shè)備的損壞，提高電氣系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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