李曉程

摘要：變壓器在電力系統(tǒng)中起著非常重要的作用，變壓器的可靠性保證了整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運(yùn)行。本文重點(diǎn)介紹在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行變壓器試驗(yàn)時(shí)，所涉及的高壓試驗(yàn)技術(shù)分析和可能發(fā)生的故障處理。

關(guān)鍵詞：電力變壓器;高壓試驗(yàn)技術(shù);故障分析

引言

電力系統(tǒng)中的高壓電氣設(shè)備除承受長(zhǎng)期工作電壓外，常受到大氣放電造成的過(guò)電壓的作用。隨著中國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋率逐漸提高，用戶對(duì)電網(wǎng)供電的可靠性和穩(wěn)定性的要求也越來(lái)越高。變壓器是電網(wǎng)電源的核心，也是電網(wǎng)提供高電源質(zhì)量和穩(wěn)定電源的基本保證。基于這些原因，需要對(duì)變壓器進(jìn)行高壓試驗(yàn)，以便更好的驗(yàn)證變壓器的功能和性能，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決變壓器生產(chǎn)制造過(guò)程中的內(nèi)部缺陷，以保證變壓器運(yùn)行的可靠性。

1.電力變壓器高壓試驗(yàn)要求及其方法的分析

1.1電力變壓器的高壓試驗(yàn)要求

①為了保障變壓器的試驗(yàn)環(huán)境，要求嚴(yán)格控制試驗(yàn)室的環(huán)境溫度，保證變壓器絕緣系統(tǒng)的最低溫度不得低于5°C，最高溫度不得超過(guò)40°C（但絕緣試驗(yàn)允許在高于40°C的情況下進(jìn)行）;②試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)以變壓器上層油溫作為試驗(yàn)溫度。試驗(yàn)前應(yīng)向溫度計(jì)座內(nèi)注入2/3深度以上絕緣油，插入溫度計(jì)并記取頂層油溫;③需要控制試驗(yàn)室的空氣濕度，以空氣濕度不超過(guò)80%為宜。當(dāng)環(huán)境濕度較大時(shí)，變壓器的外絕緣表面泄漏電流對(duì)絕緣電阻的測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大影響。在這種情況下，應(yīng)采用相應(yīng)的屏蔽措施或等濕度下降后再測(cè)量;④試驗(yàn)時(shí)，保證變壓器接地系統(tǒng)良好，將變壓器油箱和鐵心及夾件接地小套管可靠接地;⑤變壓器試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)大廳內(nèi)應(yīng)設(shè)置專職監(jiān)護(hù)人員進(jìn)行監(jiān)護(hù)，掌握變壓器在試驗(yàn)中的運(yùn)行情況。⑥變壓器加電過(guò)程中，試驗(yàn)人員應(yīng)聽從鈴聲指示，并觀察指示燈指示進(jìn)行接線操作。當(dāng)試驗(yàn)人員聽到一長(zhǎng)一短兩聲鈴聲指示，試驗(yàn)指示燈變?yōu)榫G色后，先斷開電源隔離后方可對(duì)變壓器進(jìn)行接線操作;接線操作完畢后，試驗(yàn)人員合上電源隔離，進(jìn)行一聲長(zhǎng)鈴提醒，試驗(yàn)指示燈變?yōu)榧t色后方可對(duì)變壓器進(jìn)行加電試驗(yàn)工作。⑦選用合適的試驗(yàn)電源及機(jī)組容量。為了保證變壓器試驗(yàn)所用良好電源波形，通常采用交流同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的同步發(fā)電機(jī)作為試驗(yàn)電源，并使選用的機(jī)組容量和電壓保持在合理的范圍內(nèi)。⑧此外，在轉(zhuǎn)移變壓器進(jìn)出試驗(yàn)室過(guò)程中，必須格外小心，以免產(chǎn)生灰塵堆積和污染對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生影響。

1.2電力變壓器的高壓試驗(yàn)方法

①試驗(yàn)人員需要首先了解變壓器的技術(shù)要求，熟悉變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并按照試驗(yàn)手冊(cè)進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn);②在進(jìn)行高壓試驗(yàn)之前，必須檢查測(cè)試設(shè)備與變壓器的線端進(jìn)行正確的接線，其連接線對(duì)地及周圍物體應(yīng)根據(jù)不同的試驗(yàn)電壓保持不同的絕緣距離;③打開試驗(yàn)電源后，應(yīng)觀察指示燈。當(dāng)綠色指示燈點(diǎn)亮?xí)r，按開始按鈕;在紅色指示燈點(diǎn)亮?xí)r，等待升壓;④進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)時(shí)，要求試驗(yàn)人員以恒定的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)壓手柄，使其緩慢升壓，同時(shí)仔細(xì)觀察儀器上指示器的變化。如變壓器發(fā)生試驗(yàn)故障或其它緊急情況時(shí)，要求試驗(yàn)人員迅速按下急停按鈕，緊急切斷試驗(yàn)電源以防止事故擴(kuò)大;⑤完成變壓器高壓試驗(yàn)后，迅速將電壓調(diào)整為零，同時(shí)按下停止按鈕，并切開試驗(yàn)電源，解開試驗(yàn)的線路。

2.電力變壓器的高壓試驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)

2.1試驗(yàn)中的關(guān)鍵點(diǎn)

試驗(yàn)中的關(guān)鍵點(diǎn)，通常有以下幾點(diǎn)：①在試驗(yàn)期間進(jìn)行接線工作中，要嚴(yán)格按照事前已經(jīng)制定的方案有效執(zhí)行，不能隨意接線;②在試驗(yàn)工作的初始階段，必須分析各部位的接線，提高工作的綜合性，使接線工作更容易進(jìn)行。同時(shí)還須注意試品接地的可靠性。③如果在試驗(yàn)過(guò)程需要使用調(diào)壓器，請(qǐng)首先確保其處于“零”狀態(tài)。利用調(diào)壓器實(shí)現(xiàn)升壓工作期間，需勻速旋轉(zhuǎn)手柄、緩慢升壓，并在該過(guò)程中實(shí)時(shí)觀察運(yùn)轉(zhuǎn)與儀表指示變化情況。在試驗(yàn)完成后，要將調(diào)壓器的電壓調(diào)節(jié)回到“零”狀態(tài)，并將供電電源切換掉。

2.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析

變壓器的試驗(yàn)項(xiàng)目很多種類，通過(guò)不同項(xiàng)目的試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)也不同。因此，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的過(guò)程必須是有科學(xué)性且有針對(duì)性。如果試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)于變壓器具有一定的破壞性，則需要分析其在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)出的噪聲。如果在電壓升至試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)電壓之后，在油箱中聽到輕微的聲音，但是電壓指示器上沒(méi)有明顯變化，則有必要降低電壓值后重新升壓進(jìn)行復(fù)試。如在重復(fù)試驗(yàn)中聲音消失，則也視為試驗(yàn)合格。另外，對(duì)變壓器油的色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，也是判斷變壓器情況的輔助方法之一。

3.電力變壓器外施耐壓試驗(yàn)的要求和目的分析

3.1電力變壓器外施耐壓試驗(yàn)的要求

在電力變壓器外施耐壓試驗(yàn)中，為了確保試驗(yàn)過(guò)程的準(zhǔn)確性，必須按照相應(yīng)的要求進(jìn)行：①根據(jù)試品的容量和試驗(yàn)電壓，選擇合適的試驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)，并檢查測(cè)量用儀器儀表是否在檢定有效期內(nèi);②準(zhǔn)備好試驗(yàn)記錄，根據(jù)試品的技術(shù)條件確認(rèn)各線端外施耐壓的試驗(yàn)電壓值，必要時(shí)要預(yù)先計(jì)算試驗(yàn)電流;③檢查試品是否裝配完好，注入的絕緣油是否達(dá)到規(guī)定的油位高度。對(duì)可能積存氣體的部位（套管升高座、低電壓充油套管的頂端、有載分接開關(guān)頂蓋下部等）進(jìn)行放氣，直至放氣塞流出絕緣油為止。

3.2電力變壓器外施耐壓試驗(yàn)的目的分析

電力變壓器外施耐壓試驗(yàn)，是考核變壓器絕緣性能的重要試驗(yàn)之一。外施耐壓試驗(yàn)的目的是考核變壓器的主絕緣（繞組對(duì)地和繞組之間等）能否承受規(guī)定的工頻耐受電壓。驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性、絕緣材料是否存在缺陷及制造工藝是否滿足要求。試驗(yàn)通過(guò)之后可以保證變壓器后期的安全投運(yùn)，運(yùn)行中絕緣性事故發(fā)生率能得到有效減小。

4.電力變壓器在試驗(yàn)過(guò)程中常遇到的故障以及解決方法

4.1變壓器內(nèi)部出現(xiàn)異常聲音以及解決方法

當(dāng)正常的變壓器在工作期間，電磁轉(zhuǎn)換的頻率相對(duì)穩(wěn)定，基本上不會(huì)產(chǎn)生異常聲音。如果在高壓試驗(yàn)期間產(chǎn)生異常聲音，原因大致有以下幾種：變壓器過(guò)載，內(nèi)部零件未擰緊，內(nèi)部電壓過(guò)高，鐵心最外面的硅鋼片松動(dòng) 、短路或內(nèi)部接觸不良。在這些情況下，試驗(yàn)人員需要根據(jù)聲音的類型和發(fā)聲部位，結(jié)合其它試驗(yàn)項(xiàng)目綜合考慮，詳細(xì)排查變壓器內(nèi)部，以便能找出問(wèn)題所在。

4.2變壓器油位問(wèn)題以及解決方法

在正常情況下，變壓器油位的變化應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。因此，在非人為條件下，如果油位明顯的下降，則試驗(yàn)人員必須考慮變壓器在注油過(guò)程中是否存在假油位問(wèn)題，而實(shí)際油面是否能達(dá)到試驗(yàn)要求。如果試驗(yàn)中油位明顯升高，需要考慮外部原因是否是呼吸口堵塞造成的，內(nèi)部原因是否存在局部過(guò)熱問(wèn)題，并根據(jù)變壓器油色譜分析結(jié)果，綜合分析以對(duì)故障進(jìn)行處理。

4.3壓力釋放閥故障以及解決方法

在變壓器試驗(yàn)過(guò)程中，也可能造成壓力釋放閥保護(hù)故障。如在變壓器油箱密封試驗(yàn)期間，誤觸或者因?yàn)閺?qiáng)烈的震動(dòng)，都可導(dǎo)致壓力釋放閥的保護(hù)故障。在變壓器溫升試驗(yàn)過(guò)程中，如呼吸口堵塞或者冷卻器蝶閥未開等，試驗(yàn)的升溫過(guò)程也可造成壓力釋放閥的保護(hù)故障。因此，試驗(yàn)前需要對(duì)變壓器各閥門狀態(tài)進(jìn)行全面檢查。

結(jié)束語(yǔ)

電力變壓器作為電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備，所以要求電力企業(yè)必須對(duì)電力變壓器進(jìn)行高壓試驗(yàn)，以確保變壓器在整個(gè)發(fā)電和供電的過(guò)程中可以安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝毓城.電力變壓器手冊(cè)[M].-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003

[2]GB/T 1094.3-2017 電力變壓器 第3部分：絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕

緣空氣間隙

[3]樊曉芹.淺析電力變壓器高壓試驗(yàn)技術(shù)[J].中國(guó)電力教育，2013，19（29）：220-221.