論電力系統(tǒng)高壓電氣試驗(yàn)中技術(shù)問(wèn)題的重要性

強(qiáng)耀東/西安西拓電氣股份有限公司

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論電力系統(tǒng)高壓電氣試驗(yàn)中技術(shù)問(wèn)題的重要性

強(qiáng)耀東/西安西拓電氣股份有限公司

【摘 要】高壓電氣試驗(yàn)是判斷電氣設(shè)備絕緣和電氣參數(shù)是否穩(wěn)定運(yùn)行的有效手段。但是大多數(shù)情況下，高壓電氣試驗(yàn)活動(dòng)要受很多因素的影響，因而使得試驗(yàn)結(jié)果存在誤差，無(wú)法為人們提供準(zhǔn)確度較高的數(shù)據(jù)。本文將對(duì)電力系統(tǒng)高壓電氣試驗(yàn)中技術(shù)問(wèn)題的重要性進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；高壓電氣試驗(yàn)；技術(shù)性問(wèn)題；重要性

1.高壓電氣試驗(yàn)的簡(jiǎn)要介紹

1.1.高壓電氣試驗(yàn)

通常情況下，技術(shù)人員開(kāi)展電氣試驗(yàn)工作的主要內(nèi)容就是對(duì)電氣設(shè)備的絕緣性進(jìn)行試驗(yàn)，主要的目的是確保供電系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，確保電氣社絕緣監(jiān)督工作的正常開(kāi)展。經(jīng)過(guò)高壓電氣試驗(yàn)，技術(shù)人員能夠準(zhǔn)確了解電氣設(shè)備的絕緣情況，因而能讓相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)處于合理的范圍之內(nèi)，確保設(shè)備的安全運(yùn)行，所以高壓電氣試驗(yàn)是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必備因素之一。

1.2.高壓電氣試驗(yàn)的未來(lái)發(fā)展方向

目前，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)獲得發(fā)展，人們迫切需要對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行診斷，因而人們將許多新技術(shù)、新手段、新設(shè)備應(yīng)用在高壓電氣試驗(yàn)中，或者引進(jìn)國(guó)內(nèi)外較為先進(jìn)的技術(shù)，或者不斷更新原有的試驗(yàn)方法，以期加快我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展速度。在此種背景下，供電系統(tǒng)所使用的設(shè)備的數(shù)量和種類(lèi)逐漸增加，電氣設(shè)備的抗干擾能力不斷增加，體型也更加小巧精致、易于攜帶，且自動(dòng)化程度高。除上述內(nèi)容外，新技術(shù)在高壓電氣試驗(yàn)中得到了廣泛應(yīng)用。

2.影響高壓電氣試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的相關(guān)因素

2.1.不接地問(wèn)題

降低了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性在開(kāi)展高壓電氣試驗(yàn)的時(shí)候，需要通過(guò)TV 和TA 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。TV 和TA 的變化都遵循了電磁感應(yīng)規(guī)律，換言之，一次繞組的匝數(shù)或者二次繞組的匝數(shù)都直接決定著TV 和TA 的變化。但是，在具體使用時(shí)，在高電壓的情況下，如果TV 或TA 的二次繞組沒(méi)有將一端接地，這時(shí)出現(xiàn)的變比與銘牌值不同，導(dǎo)致所測(cè)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤。以30 毫安的水輪機(jī)來(lái)例，要想完成此種水輪機(jī)電壓的測(cè)量工作，試驗(yàn)人員要將150 伏的交流電壓表和35KV/100V 的TV 結(jié)合起來(lái)，利用這兩個(gè)表計(jì)來(lái)獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而推算出水輪機(jī)的電壓。在首次試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)測(cè)的電容電流的值小于以往測(cè)量的數(shù)值，并且小很多，另外在試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)人員并沒(méi)有應(yīng)用預(yù)期的試驗(yàn)電壓，所以使得試驗(yàn)所獲得的電壓數(shù)值與真實(shí)的電壓存在一定的差別。為了找到出現(xiàn)上述差別的原因，試驗(yàn)人員加大了研究力度，最終得出如下結(jié)論：出現(xiàn)誤差的主要原因是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)TV 的二次接地，只有實(shí)現(xiàn)了TV 二次繞組的接地處理工作之后，才能獲得較為正常準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，進(jìn)而為檢修人員提供較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來(lái)開(kāi)展設(shè)備的維修工作。有的試驗(yàn)人員為了弄清高壓TV 在不接地的情況下會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開(kāi)展了相關(guān)試驗(yàn)活動(dòng)，試驗(yàn)結(jié)果表明，若高壓TA 的二次繞組存在不接地的現(xiàn)象，供電系統(tǒng)中的電流將會(huì)發(fā)生較大的變化。若試驗(yàn)人員對(duì)空載電力變壓器進(jìn)行試驗(yàn)，那么測(cè)得的空載損耗和空載電流等數(shù)值將與出廠試驗(yàn)所得到的數(shù)值相差很遠(yuǎn)，通過(guò)分析得出，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是TV 和TA 的二次繞組沒(méi)有接地。對(duì)于高壓TV 和高壓TA 來(lái)說(shuō)，二者的電容主要分布在一次、二次繞組和大地之間，一旦相關(guān)人員沒(méi)有處理好二次繞組的接地工作，散雜的電流將會(huì)出現(xiàn)在供電系統(tǒng)之中，因而試驗(yàn)所使用的表計(jì)所顯示的數(shù)值的準(zhǔn)確性將會(huì)降低。根據(jù)上述內(nèi)容可知，要想提高高壓電氣試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，不論試驗(yàn)人員是從測(cè)得準(zhǔn)確數(shù)值的角度上分析，還是從高壓電氣試驗(yàn)安全的角度上進(jìn)行分析，都應(yīng)該保證二次繞組的某端安全接地；第二，在對(duì)設(shè)備的交流耐壓情況進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，可以以電流的數(shù)值和試驗(yàn)電壓的大小為依據(jù)來(lái)完成試品電容電流的測(cè)量工作。

2.2.被試設(shè)備接地不良加重了介質(zhì)的損耗情況

一般在較大電容量的設(shè)備上容易出現(xiàn)這種問(wèn)題，比如，耦合電容器、電容式電壓互感器等設(shè)備，在變壓站內(nèi)，一般情況下，電容式電壓互感器或者耦合電容器都是與線路直接連接，在檢修的過(guò)程中，為了給檢修人員提供一個(gè)安全的工作環(huán)境，耦合電容器和電容式互感器的頂端必須接地，對(duì)此，檢修人員可以利用接地開(kāi)關(guān)和臨時(shí)接地線來(lái)完成接地處理工作，然而有的時(shí)候上述兩種物件的使用仍然無(wú)法避免連電現(xiàn)象的發(fā)生，這時(shí)就意味著電氣設(shè)備中的電容器與一個(gè)附加電阻串聯(lián)起來(lái)，根據(jù)物理知識(shí)可知，如果電容器的電容量逐漸增加，那么電阻值保持固定不變的串聯(lián)電阻將會(huì)消耗大量的能量，所以導(dǎo)致高壓電氣試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)介質(zhì)損耗超標(biāo)的現(xiàn)象。

2.3 外界環(huán)境因素對(duì)高壓電氣試驗(yàn)的影響

根據(jù)查閱相關(guān)資料可知，某公司在對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行預(yù)防性和絕緣性試驗(yàn)的時(shí)候，獲得的轉(zhuǎn)子繞組直流電阻的阻值總是處于不斷變化的狀態(tài)，所以檢修人員要開(kāi)展更多的工作來(lái)確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有時(shí)為了確保高壓電氣試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)人員要多次利用上文所說(shuō)的方法去檢測(cè)供電系統(tǒng)中的設(shè)備，最終的結(jié)果表明電阻阻值是正確的，經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)，上述電阻阻值總是周期性地出現(xiàn)，為了找到其中的奧妙，許多試驗(yàn)人員開(kāi)始了較為深入的研究工作，最終得出如下結(jié)論，出現(xiàn)上述情況的主要原因是該公司所在地的晝夜溫差較大，轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體在此環(huán)境下可能會(huì)出現(xiàn)裂紋，所以轉(zhuǎn)子繞組直流電阻的阻值會(huì)發(fā)生變化，后來(lái)通過(guò)檢查拔護(hù)環(huán)，證實(shí)了上述推測(cè)。

2.4.試驗(yàn)設(shè)備和被試設(shè)備的接地問(wèn)題

在測(cè)量高電壓和大電流時(shí)，必須使用TV和TA進(jìn)行變換。理論上，TV或TA的變比應(yīng)遵循電磁感應(yīng)定律，即它們是變比決定于一次繞組的匝數(shù)和二次繞組的匝數(shù)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，如果高電壓下的TV或TA的二次繞組沒(méi)有將一端接地時(shí)，實(shí)際上反映出來(lái)的變比就會(huì)偏離銘牌值，所測(cè)量出的數(shù)據(jù)也是錯(cuò)誤的。例如，對(duì)1臺(tái)30mW水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，采用1臺(tái)35KV/100V的TV和1塊150V的交流電壓表測(cè)量電壓，在第1次試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電容電流比往年小得多，顯然是試驗(yàn)電壓沒(méi)有達(dá)到預(yù)定值，所測(cè)量的電壓是一個(gè)虛假的數(shù)據(jù)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)TV二次沒(méi)有接地。將TV二次繞組一端接地后，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1　 TV二次繞組不接地和接地的數(shù)據(jù)比較

如果按照電流與電壓成正比的關(guān)系反過(guò)來(lái)計(jì)算第1次試驗(yàn)電壓，應(yīng)為：（21/38）×23.8=13.15（kV），這一電壓與預(yù)定試驗(yàn)電壓相差甚遠(yuǎn)。對(duì)于高壓TA，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室也做過(guò)同樣的試驗(yàn)，當(dāng)高壓TA二次繞組不接地時(shí)，電流的變比同樣會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的偏差。無(wú)獨(dú)有偶，在做1臺(tái)電力變壓器的空載試驗(yàn)時(shí)（試驗(yàn)電壓10kV），第1次試驗(yàn)所測(cè)量的空載電流和空載損耗與出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)不吻合，經(jīng)檢查也是TV和TA二次繞組沒(méi)有接地所造成。由于高壓TV，TA的一次繞組和二次繞組與大地之間存在著分布電容，如果二次繞組不接地，二次繞組上的感應(yīng)電壓就會(huì)通過(guò)表計(jì)與大地之間產(chǎn)生雜散電流，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤的指示值。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高壓電氣試驗(yàn)中還有許多問(wèn)題容易被忽視，這些問(wèn)題在高壓電氣試驗(yàn)中存在且不容易被發(fā)現(xiàn)，由于這些問(wèn)題的存在，高壓電氣試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性大大降低。對(duì)此，有關(guān)人員要加大相關(guān)技術(shù)的研究力度，力求解決高壓電氣試驗(yàn)過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題，只有這樣才有助于提高高壓電氣試驗(yàn)的有效性和可靠性，在提高相關(guān)工作人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)方面具有重要的作用。

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