朱晞旸+劉陽(yáng)
摘要:電力變壓器是電力系統(tǒng)中常用的電氣設(shè)備,而變壓器能夠安全運(yùn)行最終要的環(huán)節(jié)就是電氣試驗(yàn)。本文對(duì)電力變壓器高壓試驗(yàn)的條件和方法、故障和處理進(jìn)行了分析,并進(jìn)一步對(duì)強(qiáng)化高壓試驗(yàn)的安全措施進(jìn)行了具體的闡述。
關(guān)鍵詞:電力變壓器;高壓試驗(yàn);影響
前言
隨著電網(wǎng)覆蓋范圍的不斷擴(kuò)大,電力變壓器的數(shù)量也呈不斷增加的趨勢(shì)。變壓器的主要作用承擔(dān)著電壓變換,電能分配和傳輸,以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。因此,變壓器是避免電力系統(tǒng)故障的第一道屏障。電力系統(tǒng)工作人員不斷提高變壓器試驗(yàn)水平,期望可以檢測(cè)出變壓器中潛藏的安全隱患,及早解決變壓器的故障問(wèn)題,避免電力系統(tǒng)的供電事故,進(jìn)而提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與生態(tài)效益。
1電力變壓器高壓試驗(yàn)的條件、方法
變壓器的主要作用是變換交流電壓、電流,感應(yīng)電壓是由交流電流通人變壓器后產(chǎn)生磁通進(jìn)而產(chǎn)生的。電氣高壓試驗(yàn)是為了確保電氣設(shè)備的安全,因?yàn)樵O(shè)備的安全運(yùn)行和電氣設(shè)備的絕緣性能、功能息息相關(guān)。
1.1變壓器高壓試驗(yàn)的條件
為了有效的保證高壓試驗(yàn)流程的堆滿性和精確性,則需要在高壓試驗(yàn)中,盡量對(duì)高壓試驗(yàn)中的工作條件進(jìn)行提取,所以在電力變壓器進(jìn)行高壓試驗(yàn)時(shí)則需要滿足以下基本條件:
一是保護(hù)試驗(yàn)室周?chē)沫h(huán)境符合試驗(yàn)的要求,同時(shí)對(duì)于環(huán)境溫度則要控制在-20℃和40℃之間;二是試驗(yàn)室中空氣溫度為25~30℃時(shí),應(yīng)將相對(duì)濕度控制在85%以下;三是在地面電力變壓器的試驗(yàn)室安裝中,則需要對(duì)試驗(yàn)室的環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格的控制,以有效的避免氣體、污垢和化學(xué)性積塵等對(duì)絕緣性能的影響;四是進(jìn)行電力變壓器高壓試驗(yàn)時(shí),需要有足夠的保護(hù)電阻來(lái)保護(hù)電壓升高過(guò)程所需要的電阻,一旦在試驗(yàn)過(guò)程中超過(guò)規(guī)定的高壓時(shí),則變壓器不能進(jìn)行斷合;五是進(jìn)行變壓器試驗(yàn)過(guò)程中,需要保護(hù)額定容量和電壓在嚴(yán)格的控制水平內(nèi),同時(shí)還要保證其具有良好的散熱。
1.2變壓器高壓試驗(yàn)的方法
一是在進(jìn)行引線的連接時(shí)要嚴(yán)格按照電力變壓器接線的原理圖進(jìn)行,在與控制箱進(jìn)行接地時(shí),要對(duì)其安全性和可靠性予以保證;二是為了確保高壓試驗(yàn)的穩(wěn)定進(jìn)行,需要在試驗(yàn)前對(duì)各接線的接觸點(diǎn)進(jìn)行檢查,確保接觸的良好性,同時(shí)還要對(duì)控制箱內(nèi)的調(diào)壓器進(jìn)行檢查,確認(rèn)其已歸零;三是在接通電力變壓器的電源時(shí),當(dāng)綠色指示燈亮?xí)r可以啟動(dòng)按鈕,但紅色指示燈亮?xí)r則要等待升壓;四是在進(jìn)行升壓過(guò)程中,試驗(yàn)人員握住調(diào)壓器的手柄進(jìn)地順時(shí)針的勻速旋轉(zhuǎn),使升壓緩慢進(jìn)行,同時(shí)對(duì)于儀表的指示變化及運(yùn)轉(zhuǎn)情況要密切觀察;五是一旦高壓試驗(yàn)完成,則迅速按下停止按鈕,并切斷所連接的電力變壓器電源,同時(shí)去除連接的引線。
2試驗(yàn)過(guò)程分析與處理
在變壓器沖擊合閘試驗(yàn)過(guò)程中我們要做的就是對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真地檢測(cè):
第一方面,也是最重要的方面,那就是首先要確定好變壓器的狀態(tài),狀態(tài)的重要性大家應(yīng)該知道,本文不表。我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)要注意到許多問(wèn)題,比如沖擊電流的大小,空載電流的大小,第一次第二次側(cè)電壓的頻率,以及變壓器的變化變壓器的正常聲音是均勻的嗡嗡聲,檢測(cè)時(shí)要注意對(duì)比。下文是對(duì)聲音異常的分析,只是簡(jiǎn)單指出幾種常見(jiàn)的情況,第一種,聲音要不以前的大很多,但聲音還是非常的均勻的,那么我們就應(yīng)該降低外加電壓來(lái)調(diào)節(jié)了,
第二種,聲音不僅僅大,而且非常的亂,那就要檢查內(nèi)部的鐵芯了,或者是金屬有些松動(dòng)了。
第三種,如果出現(xiàn)爆裂聲響,這也是看似最恐怖的一種,導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因,可能是變壓器內(nèi)部出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。
上文所說(shuō)的這三種現(xiàn)象都是非常常見(jiàn)的,所以當(dāng)遇到這些情況時(shí),不必驚慌,按部就班的來(lái),就會(huì)比較順利解決問(wèn)題。第二方面,就是變壓器的裝置問(wèn)題了,在變壓器開(kāi)始工作時(shí),差動(dòng)保護(hù)等電信號(hào)驅(qū)動(dòng)也就相應(yīng)的開(kāi)始了他們自己的工作,這樣一來(lái),檢測(cè)裝置上的電流表的指針就會(huì)突然間變大,而且指針?biāo)傅臄?shù)值也是不小的,在這種情況下,繼電保護(hù)裝置應(yīng)該是停止運(yùn)作的,如若不然,那應(yīng)對(duì)變壓器進(jìn)行嚴(yán)密的檢查,可以采取抽樣法對(duì)變壓器中的油氣進(jìn)行色譜分析,來(lái)看是不是內(nèi)部的問(wèn)題以采取相應(yīng)的措施,來(lái)保護(hù)整定值的調(diào)整。
3高壓試驗(yàn)變壓器的故障及處理
3.1試驗(yàn)設(shè)備組成及工作原理
YD-QSB(JZ)高壓試驗(yàn)變壓器是對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)交、直流耐壓的專用儀器。該儀器由控制箱、高壓試驗(yàn)變壓器(升壓變壓器)、連接導(dǎo)線組成。接線原理如圖1所示。其工作原理為:將控制箱、高壓試驗(yàn)變壓器用連接導(dǎo)線按正確的方式連接上,將手輪調(diào)回零位,接通電源,控制箱面板綠燈指示亮,表示電源接通。按下起動(dòng)按鈕,紅燈亮,綠燈滅,表示試品已接通,可以升壓。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)壓器手輪,均勻而較快地升壓,同時(shí)從控制箱指示儀表讀取所升高電壓數(shù)據(jù),并記錄所升高電壓的穩(wěn)定時(shí)間。
3.2故障現(xiàn)象
該儀器曾出現(xiàn)故障,并返廠修理過(guò),后來(lái)又出現(xiàn)故障,兩次現(xiàn)象相同,表現(xiàn)為:控制箱高電壓指示儀表指示不正常(即不能檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)所升高電壓數(shù)據(jù))。外觀初步檢查,自耦調(diào)壓器二次輸出正常,電壓表無(wú)異常,線路連接正確。
TY為自耦變壓器;GB為高壓試驗(yàn)變壓器;LJ為電流繼電器;K為調(diào)壓器零位開(kāi)關(guān);JC為交流接觸器;D為短路桿
3.3儀器檢查及原因分析
控制箱內(nèi)的控制回路升壓正常,輸入、輸出正常;連接導(dǎo)線用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)試,也顯示正常;因此判斷可能是高壓試驗(yàn)變壓器故障。從原理圖可看出,高壓試驗(yàn)變壓器有3個(gè)同心線圈——原邊線圈、高壓輸出線圈、儀表專用線圈。工作時(shí),控制箱內(nèi)電壓回路接通后,通過(guò)自耦調(diào)壓器的調(diào)節(jié),使高壓試驗(yàn)變壓器的原邊線圈與高壓輸出線圈的比例關(guān)系不變,而其匝數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于高壓輸出線圈,故從儀表上可讀取升壓值。將試驗(yàn)變壓器拆開(kāi)后檢查發(fā)現(xiàn),變壓器原邊線圈、高壓輸出線圈均無(wú)異常,而儀表專用線圈有明顯的過(guò)熱痕跡,因此判斷為儀表專用線圈燒毀。檢查儀表線圈,其所使用導(dǎo)線為0.3mm。分析燒毀原因,應(yīng)該是由于線圈芯線的截面積較小,載負(fù)荷能力差,致使在儀器升壓工作過(guò)程中當(dāng)泄漏電流較大時(shí),將線圈燒毀。儀器兩次故障現(xiàn)象相同,均是該原因造成的,由于線徑是在設(shè)計(jì)裝配過(guò)程中選型決定的,所以在次返廠修理時(shí),問(wèn)題沒(méi)有得到徹底的解決。
3.4處理措施
根據(jù)實(shí)際情況,采取的辦法只能是更換儀表線圈。儀表線圈與另外兩個(gè)線圈的排列順序是:從鐵心向外,依此為儀表線圈、高壓輸出線圈、原邊線圈(即一次線圈)。更換儀表線圈,在較潔凈的房間內(nèi),將鐵心硅鋼片一一拆開(kāi),然后將原邊線圈、高壓輸出線圈依次取下,用白布分別包好、放好,防止塵土及異物,以備裝配;測(cè)量好儀表線圈的原繞制成型的數(shù)據(jù),然后將已燒毀的儀表線圈取下,選用截面積較大、載負(fù)荷能力較高的0.45mm的漆包線,按原來(lái)的儀表線圈匝數(shù)及裝配外型尺寸重新繞制。繞制完成后浸漆、干燥。開(kāi)始裝配,先將儀表線圈按原樣裝好,再將高壓輸出線圈、原邊線圈按原來(lái)的位置安裝好,將700多片硅鋼片重新按原型裝配。最后對(duì)高壓試驗(yàn)變壓器的變壓器油進(jìn)行了更新。將修好的儀器進(jìn)行空載試驗(yàn)、帶負(fù)荷試驗(yàn),顯示正常;與另外的一套儀器升壓試驗(yàn)比較,結(jié)果良好,達(dá)到了工況要求。在隨后的循環(huán)水高壓電機(jī)、氟里昂高壓電機(jī)及公司內(nèi)配電變壓器的檢修試驗(yàn)中,使用該儀器,顯示穩(wěn)定可靠。目前在兩年多的實(shí)踐中證明,該試驗(yàn)變壓器的故障處理措施是可行的。
4高壓試驗(yàn)應(yīng)采取的安全技術(shù)措施
高壓試驗(yàn)通常在高壓下進(jìn)行,因此安全問(wèn)題非常重要。因?yàn)樵诟唠妷合鹿ぷ鳎捎谑韬?,人體與帶高電壓設(shè)備部分的距離小于安全距離時(shí),極有可能發(fā)生人身傷亡事故。由于錯(cuò)接試驗(yàn)電路或錯(cuò)加更高的試驗(yàn)電壓,很可能使被試設(shè)備或試驗(yàn)設(shè)備發(fā)生損壞。為了有效防止意外事故的發(fā)生,應(yīng)在思想高度重視的基礎(chǔ)上,必須做好以下各項(xiàng)安全技術(shù)措施。
(1)在高壓試驗(yàn)前,充分作好預(yù)備工作。擬定好試驗(yàn)方案,必須嚴(yán)格執(zhí)行《電力安全工作規(guī)程》中的相關(guān)內(nèi)容,在高壓試驗(yàn)設(shè)備和高壓引線四周,均應(yīng)裝設(shè)安全網(wǎng)(遮欄),并在網(wǎng)上向外懸掛“止步,高壓危險(xiǎn)”標(biāo)示牌。裝設(shè)安全網(wǎng)的地方應(yīng)派專人看管,以防外人不慎人內(nèi);對(duì)遠(yuǎn)處出現(xiàn)高壓(如電纜試驗(yàn))的地方也應(yīng)裝設(shè)安全網(wǎng),也應(yīng)派專人看管。
(2)高壓試驗(yàn)工作必須有兩人以上共同配合,才能開(kāi)展工作,并應(yīng)明確其中有經(jīng)驗(yàn)的一人為試驗(yàn)負(fù)責(zé)人,負(fù)安全責(zé)任。
(3)試驗(yàn)前,試驗(yàn)負(fù)責(zé)人應(yīng)對(duì)每個(gè)參加試驗(yàn)的人員明確分工,具體說(shuō)明有關(guān)安全的注意事項(xiàng)。
(4)工作任務(wù)不明確,試驗(yàn)設(shè)備地點(diǎn)或四周環(huán)境不熟悉,試驗(yàn)項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)不清楚,以及人員分工不明確的,都不得開(kāi)展工作。
(5)試驗(yàn)設(shè)備的容量,儀表的量程必須在試驗(yàn)前考慮合適,儀表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、插頭和調(diào)壓器及滑桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,必須判明且正確無(wú)誤。
(6)因試驗(yàn)需要而斷開(kāi)設(shè)備與外部的連線時(shí),拆前應(yīng)做好標(biāo)記,以免恢復(fù)時(shí)接線錯(cuò)誤。
(7)試驗(yàn)設(shè)備和被試驗(yàn)設(shè)備的金屬外殼均應(yīng)接地,高壓試驗(yàn)引線應(yīng)盡量縮短,截面應(yīng)足夠大;高壓回路對(duì)安全網(wǎng),設(shè)備外殼墻壁等地電位物體應(yīng)有足夠的安全距離,以防發(fā)生放電。
(8)高壓試驗(yàn)一般由較低一級(jí)的試驗(yàn)人員負(fù)責(zé)接線,之后由試驗(yàn)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)檢查。檢查接線是否有誤,安全用具(如安全網(wǎng)、標(biāo)示牌、絕緣手套、絕緣墊、放電棒、接地線)是否齊全,安全措施是否妥當(dāng)。經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后,令全部試驗(yàn)工作人員撤到安全網(wǎng)之外后發(fā)出“各就各位”的命令,方可認(rèn)為試驗(yàn)預(yù)備工作全部完成。
5結(jié)語(yǔ)
電力系統(tǒng)中的變壓器是保證電力系統(tǒng)供電安全性、可靠性、高效性、穩(wěn)定性的重要影響因素,相關(guān)工作人員必須提高重視,以有效的試驗(yàn)手段以及故障排除方案,來(lái)避免電力系統(tǒng)中變壓器試驗(yàn)與運(yùn)行過(guò)程中的故障問(wèn)題。電力變壓器在絕緣試驗(yàn)中,有些細(xì)小環(huán)節(jié)容易忽視,必須予以充分重視;除此之外,還有環(huán)境濕度、剩余電荷、表計(jì)、接線、高壓連線等方面的影響,要消除這些影響并不難,只要掌握產(chǎn)生影響的機(jī)理,嚴(yán)格掌握試驗(yàn)方法,就能測(cè)出正確的數(shù)據(jù),保證設(shè)備的可靠運(yùn)行。