一種可用于變壓器直流電阻測(cè)試儀的保護(hù)裝置

蒙萬興

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司桂林供電局，廣西桂林541002）

一種可用于變壓器直流電阻測(cè)試儀的保護(hù)裝置

蒙萬興

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司桂林供電局，廣西桂林541002）

試驗(yàn)人員所研制的變壓器直流電阻測(cè)試儀保護(hù)裝置可確保正常試驗(yàn)時(shí)保護(hù)裝置不動(dòng)作，而當(dāng)感應(yīng)電或外施電壓達(dá)到保護(hù)裝置的工作電壓時(shí)，放電裝置可靠動(dòng)作；此外，該裝置設(shè)置了測(cè)試回路專用電壓、電流監(jiān)視器，可確保試驗(yàn)人員實(shí)時(shí)了解測(cè)試回路的信息，同時(shí)也確保了直流電阻充電試驗(yàn)結(jié)束時(shí)回路放電干凈，從而既保護(hù)了測(cè)試設(shè)備的安全，又避免了人員觸電的風(fēng)險(xiǎn)。

直流電阻試驗(yàn)；保護(hù)裝置；故障

變壓器直流電阻測(cè)試是重要的試驗(yàn)項(xiàng)目之一，按規(guī)程規(guī)定，在變壓器交接、大修、小修、變更分接頭位置、故障檢查及預(yù)試時(shí)，必須測(cè)量變壓器繞組的直流電阻。其目的是:檢查繞組內(nèi)部導(dǎo)線和引線的焊接質(zhì)量，檢查分接開關(guān)各個(gè)位置接觸是否良好，檢查繞組或引出線有無折斷處，檢查并聯(lián)支路的正確性，是否存在由幾條并聯(lián)導(dǎo)線繞成的繞組發(fā)生一處或幾處斷線的情況，檢查層、匝間有無短路的現(xiàn)象。試驗(yàn)中必須用到變壓器直流電阻測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，然而，現(xiàn)場使用時(shí)直流電阻測(cè)試儀經(jīng)常容易損壞，需返廠重修，嚴(yán)重影響了測(cè)試設(shè)備的使用，給電氣試驗(yàn)人員帶來極大的不便。鑒于此，如何找到解決變壓器直流電阻測(cè)試儀經(jīng)常發(fā)生故障損壞的辦法，從而降低變壓器直流電阻測(cè)試儀的故障率，就顯得尤為迫切。

圖1 近兩年直流電阻測(cè)試儀的故障統(tǒng)計(jì)

1 故障原因分析

為了找出故障的原因，首先對(duì)2014年1月~2015年12月變壓器直流電阻測(cè)試儀的故障次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如圖1所示。

由圖1可見，近兩年來，變壓器直流電阻測(cè)試儀每個(gè)季度都會(huì)發(fā)生故障損壞，需要返廠維修。為了找出故障發(fā)生的原因，試驗(yàn)人員需要對(duì)變壓器直流電阻測(cè)試儀各功能模塊的故障情況進(jìn)行進(jìn)一步的研究分析。如圖2所示，變壓器直流電阻測(cè)試儀的主要功能模塊分為：測(cè)試主板、測(cè)量線、顯示器、電源線、放電線五個(gè)功能模塊，其中各功能模塊的故障情況統(tǒng)計(jì)如表1所示。

圖2 直流電阻測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)組成

表1 各功能模塊故障統(tǒng)計(jì)表

由表1可見，造成直流電阻測(cè)試儀故障率高的主要原因是：測(cè)試主板容易燒壞。針對(duì)測(cè)試主板容易燒壞的原因，試驗(yàn)人員經(jīng)試驗(yàn)分析，認(rèn)為主要原因是：無電壓電流監(jiān)視器，測(cè)試完畢后放電未干凈就關(guān)機(jī)；感應(yīng)電入侵。

2 故障處理措施

針對(duì)直流電阻測(cè)試儀測(cè)試主板故障的原因，試驗(yàn)人員制定了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

2.1 設(shè)計(jì)專用監(jiān)視器

以往在試驗(yàn)過程中，由于放電不干凈就直接關(guān)機(jī)，常常導(dǎo)致剩余大量的殘余電荷對(duì)儀器構(gòu)成沖擊，而且，試驗(yàn)人員在回路放電不干凈的情況下拆除試驗(yàn)接線，存在觸電的風(fēng)險(xiǎn)。因此，試驗(yàn)人員決定在試驗(yàn)回路中加裝電壓、電流監(jiān)視器，當(dāng)電壓、電流監(jiān)視器的讀數(shù)為零時(shí)，表明儀器放電干凈。

由于測(cè)試電流為直流電，以單相A相為例，說明具體的電氣接線原理，原理圖如圖3所示，其中，鉗形電流表套進(jìn)回路中監(jiān)視電流值，萬用表并接在測(cè)試回路中測(cè)試電壓值。

圖3 監(jiān)視測(cè)試回路電氣接線原理圖

圖4 電氣原理圖

同理，在變壓器測(cè)試回路B、C兩相中加入電流、電壓監(jiān)視器即可實(shí)時(shí)監(jiān)視測(cè)試回路中的電壓、電流值，在測(cè)試結(jié)束后，當(dāng)三相測(cè)試回路中電壓、電流監(jiān)視器均為零時(shí)，表明回路放電干凈，不存在殘余電荷。

2.2 設(shè)計(jì)專用放電回路

經(jīng)過對(duì)比分析，試驗(yàn)人員選擇陶瓷放電管作為儀器的放電元件，具體設(shè)計(jì)如圖4所示。

正常測(cè)試時(shí)，直流電阻測(cè)試儀輸出一個(gè)直流電，通過OA形成一個(gè)回路，儀器通過電壓、電流值算出直阻值，此時(shí)由于電壓較低，壓敏電阻不起作用，回路對(duì)地相當(dāng)于開路，不影響設(shè)備的正常測(cè)試。但是，當(dāng)感應(yīng)電較大時(shí)，達(dá)到壓敏電阻動(dòng)作電壓，則測(cè)試線直接通過壓敏電阻對(duì)地放電，保護(hù)了儀器，避免高電壓流入儀器當(dāng)中，將測(cè)試設(shè)備燒壞。

經(jīng)以上逐步實(shí)施，試驗(yàn)人員研制出一整套放電裝置，如圖5所示。

圖5 放電裝置與儀器及測(cè)試對(duì)象接線圖

3 實(shí)施效果

如圖5，一種用于變壓器直流電阻測(cè)試儀的放電裝置1，包括與變壓器繞組2和變壓器直流電阻測(cè)試儀3的測(cè)量接口相連接的A、B、C、O相測(cè)量線1-1，各相測(cè)量線1-1的測(cè)量接口上分別設(shè)有陶瓷放電管1-3和接地樁，同時(shí)在每一相測(cè)量線1-1中套入一個(gè)鉗形電流表1-2作為電流監(jiān)視器，在OA、OB、OC的試驗(yàn)回路中分別設(shè)有電壓監(jiān)視器1-4，便于試驗(yàn)人員監(jiān)視回路中的電壓情況。

使用時(shí)，將該放電裝置1與變壓器繞組2和變壓器直流電阻測(cè)試儀3的測(cè)量接口相連接，正常測(cè)試時(shí)，變壓器直流電阻測(cè)試儀3輸出一個(gè)直流電，通過OA、OB、OC分別形成一個(gè)回路，變壓器直流電阻測(cè)試儀3通過電壓、電流值算出直流電阻值，此時(shí)由于電壓較低，陶瓷放電管不動(dòng)作，回路對(duì)地相當(dāng)于開路，不影響設(shè)備的正常測(cè)試。但是，當(dāng)變壓器繞組2有較大感應(yīng)電，或者外加電壓較高時(shí)，測(cè)試回路將有較高電壓，而且當(dāng)這個(gè)電壓達(dá)到陶瓷放電管的工作電壓時(shí)，放電裝置1中的測(cè)量線1-1通過陶瓷放電管1-3對(duì)地放電，保護(hù)了儀器，避免高電壓流入測(cè)試儀中，將測(cè)試儀燒壞。

3.1 解決效果

將裝置投入使用后，檢查本次課題研究的主要原因：測(cè)試主板燒壞，這一問題是否得到了解決。將活動(dòng)前后直流電阻測(cè)試儀的主板故障率進(jìn)行對(duì)比分析（見表2）。

經(jīng)過對(duì)比分析可見，直流電阻測(cè)試儀的“主板故障率高”這一主要問題得到了有效解決，這一結(jié)論也驗(yàn)證研發(fā)的放電裝置投入使用后可較好地克服了測(cè)試儀故障率高的現(xiàn)象，保護(hù)了測(cè)試設(shè)備。

3.2 現(xiàn)場使用效益

3.2.1使用效果

表2 裝置投入使用前后對(duì)比表

圖6 效果檢查

圖7 經(jīng)濟(jì)效益

研發(fā)直流電阻放電裝置之后，我們將成果投入現(xiàn)場使用，并對(duì)儀器的故障率進(jìn)行檢查，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，活動(dòng)前后的故障率對(duì)比如圖6所示。

由圖6可見，將放電裝置投入使用后，儀器的故障率在較長時(shí)間的檢驗(yàn)中均得到了有效的根除。

3.2.2經(jīng)濟(jì)效益（見圖7）

從圖7的維護(hù)費(fèi)用統(tǒng)計(jì)中可以發(fā)現(xiàn)，每年可節(jié)約至少20000元的維護(hù)費(fèi)用，而課題的研發(fā)成本只需1000元，可節(jié)約經(jīng)費(fèi)至少達(dá)到20000-1000=19000元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

在變電站現(xiàn)場進(jìn)行變壓器或互感器繞組的測(cè)試當(dāng)中，由于變壓器繞組或互感器繞組常常存在著感應(yīng)電或外施電壓，這將導(dǎo)致測(cè)試儀容易損壞。對(duì)此，本文介紹了一種可用于變壓器直流電阻測(cè)試儀的放電裝置，該裝置可確保測(cè)試回路中出現(xiàn)感應(yīng)電或外施電壓時(shí)可靠動(dòng)作，從而很好地保護(hù)了測(cè)試儀，并避免人員觸電的風(fēng)險(xiǎn)。該裝置開發(fā)成本較低，卻很好地起到保護(hù)設(shè)備的作用。以往儀器損壞需要返廠維修，較費(fèi)時(shí)且維護(hù)成本較高，因而，本裝置具備良好的現(xiàn)場使用價(jià)值。