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(yùn)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(dòng)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(yùn)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(shí)，也對(duì)設(shè)備的性能和運(yùn)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(duì)其進(jìn)行定期、及時(shí)的運(yùn)行分析，并對(duì)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(yùn)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(yàn)技術(shù);要點(diǎn)

1電力變壓器預(yù)防性試驗(yàn)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(duì)電力變壓器進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)ψ儔浩鬟M(jìn)行詳細(xì)的檢測，及時(shí)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(duì)于保證變壓器的性能有著重要的作用。

1.2保證變壓器運(yùn)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(yàn)?zāi)軌蛲ㄟ^高精度的儀器對(duì)變壓器結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，及時(shí)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(duì)變壓器的日常監(jiān)測

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

2絕緣電阻和吸收比試驗(yàn)

2.1技術(shù)思路

在預(yù)防性試驗(yàn)中，測量絕緣電阻和吸收比主要是針對(duì)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(píng)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(yàn)，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(yàn)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(yàn)技術(shù)路徑

2.2.1試驗(yàn)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(yùn)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(duì)操作人員的經(jīng)驗(yàn)、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(duì)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(shí)，選擇1000V兆歐表;對(duì)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(shí)的技術(shù)要求

（1）變壓器表面污垢可能會(huì)產(chǎn)生雜散電流，被試設(shè)備計(jì)算為泄露電流時(shí)，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(shí)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(yàn)時(shí)，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(shí)，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(dòng)勢傷人和擊穿絕緣。

（3）整個(gè)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(gè)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(duì)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(yàn)時(shí)，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(dòng)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(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，并勻速搖動(dòng)，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(dòng)。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(dòng)。

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。現(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(shí)也進(jìn)行分解試驗(yàn)，以判斷缺陷所在位置。如在對(duì)變壓器做預(yù)試時(shí)，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(yàn)，各項(xiàng)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(yàn)項(xiàng)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(yàn)的有效性正隨著變壓器電壓等級(jí)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?yàn)閮身?xiàng)試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓太低，絕緣缺陷難以充分暴露。對(duì)于電容性設(shè)備，實(shí)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(duì)變壓器內(nèi)部氣體色譜分析

對(duì)于帶電電力變壓器來說，現(xiàn)有的預(yù)防性試驗(yàn)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(yàn)假象，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。電力變壓器發(fā)生故障的時(shí)候其內(nèi)部往往會(huì)析出一部分氣體，因此可以對(duì)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(yàn)中的應(yīng)用十分廣泛，電力變壓器在出現(xiàn)故障的時(shí)候會(huì)因?yàn)榫植窟^熱導(dǎo)致固體絕緣裂解，變壓器油也會(huì)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(huì)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(dòng)作時(shí)的懸浮電位放電等，這些析出的氣體會(huì)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(shí)，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(yùn)行工作中，必須認(rèn)真執(zhí)行電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程，不斷提高質(zhì)量，堅(jiān)持預(yù)防為主，使設(shè)備能夠長周期、安全、可靠運(yùn)行，防患于未然。另外還應(yīng)堅(jiān)持科學(xué)的態(tài)度，對(duì)試驗(yàn)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(shí)到電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)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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