變壓器局部放電試驗中的故障分析及處理

胡曉東

（湖南省送變電工程公司調(diào)試分公司 湖南長沙 410007）

變壓器局部放電試驗中的故障分析及處理

胡曉東

（湖南省送變電工程公司調(diào)試分公司 湖南長沙 410007）

在電力系統(tǒng)中，變壓器是傳輸電能的重要樞紐，110kV以上的電力變壓器在出廠前必須經(jīng)過局部放電試驗，但是，在局部放電試驗中，經(jīng)常發(fā)生故障問題，對此，本文首先介紹了變壓器局部放電原理，然后對變壓器局部放電試驗流程進行了分析，并具體探究了如何采取有效措施妥善解決變壓器局部放電試驗中的故障問題。

變壓器；局部放電；故障分析

1 引言

現(xiàn)如今，電力工業(yè)發(fā)展迅速，而變壓器是電能傳輸中的重要設(shè)備，其運行穩(wěn)定性會直接影響電能輸送的安全性，對于保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生產(chǎn)生活至關(guān)重要。因此，對變壓器局部放電試驗中的故障進行分析和處理具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2 變壓器局部放電原理

（1）變壓器絕緣內(nèi)部經(jīng)常有氣隙，另外，在變壓器油中也可能有微量的水分或者其他雜質(zhì)。當變壓器處于電場作用下時，變壓器油中的雜質(zhì)就會逐漸形成小橋，當泄露的電流通過事就會出現(xiàn)嚴重的發(fā)熱問題，使得水分逐漸汽化，最終形成氣泡，與此同時，該處的油也會發(fā)生裂解反應(yīng)形成氣體。在變壓器絕緣內(nèi)部，這些氣泡與絕緣材料相比，介電因數(shù)比較小，因此，這些氣泡所承受的電場強度與絕緣材料所承受的電場相比高很多。另外，這些氣泡，尤其是空氣的絕緣強度比較低，在這種情況下，一旦外施電壓達到某一數(shù)值，這些氣泡上的電場強度就會立即達到使其擊穿的程度，這就會導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這一現(xiàn)象就是局部放電現(xiàn)象。通常情況下，局部放電位置是不固定的，可以在導(dǎo)體附近，也可以產(chǎn)生在固體絕緣體的空穴中或者特性絕緣的分界表面。

（2）測量原理和基本測試回路。當產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象時，就會隨之產(chǎn)生熱、聲，而這些都可以作為檢測局部放電量的重要因素。在實踐工作中，一般采用對放電量進行測量的方式測量局部放電量，比如脈沖電流法，其所需要的檢測儀器簡單，而且測試靈敏度比較高。

3 變壓器局部放電試驗流程

通過變壓器局部放電試驗，可以準確判斷試驗品是否存在放電超標的問題，并且還可以通過試驗數(shù)據(jù)確定放電起始以及電壓熄滅時間，同時，還可以檢測出絕緣局部缺陷或者故障問題。因此，可以將變壓器局部試驗作為對變壓器絕緣內(nèi)部進行放電檢查的重要方法，有利于及時消除變壓器故障，確保其運行正常。

在變壓器局部放電試驗中，可以對試驗儀器設(shè)備加壓，然后對其內(nèi)部放電場強進行測試，該試驗對于加壓時間、加壓幅值都有明確規(guī)定。在變壓器局部放電過程中，會發(fā)生各種變化，比如發(fā)光、發(fā)熱、電荷轉(zhuǎn)換等等，因此，可以根據(jù)這些變化因素對局部放電量進行檢測，具體可以分為電測法以及非電測法。

通常情況下，三相變壓器的局部放電試驗是分三期進行。施加試驗電壓：，將電壓控制在1/3U2以下，然后再接通電源，是的電壓上升至U2，并且持續(xù)5min左右；將電壓上升至U1，并且持續(xù)5s，在保持電源條件的情況下迅速將U1降低至U2，并且保持30min；一旦電壓下降至1/3U2，則立即切除電源。在電壓上升和下降過程中，應(yīng)該及時記錄下起始放電電壓以及熄滅電壓值。在U1降低至U2的30min內(nèi)，必須根據(jù)一定的時間間隔對局部放電數(shù)值進行記錄。在上述變壓器局部放電試驗檢測中，如果試驗電壓不會突然下降，并且在U1降低至U2并保持30min時間段內(nèi)，測量段子的電荷量平均值低于規(guī)定限制，并且沒有表現(xiàn)出朝向極限發(fā)展的趨勢，則說明合格。如果在某一時間段內(nèi)電荷量超過極限值，后期又逐漸降低，則不需要中斷試驗，只需要在后期30min時間段內(nèi)讀取可接受數(shù)值。

4 變壓器局部放電試驗中的故障處理及應(yīng)用

4.1 控制外界干擾環(huán)境

4.1.1 屏蔽外部干擾

將油枕與變壓器相分離，確保變壓器內(nèi)部各個部件之間的協(xié)調(diào)性，比如確保螺絲與連接位置的協(xié)調(diào)性，這樣才能保證接地安全可靠。在變壓器進行局部放電試驗時，嚴格控制局部放電量，并且優(yōu)化油枕工作模塊，從而優(yōu)化整個放電試驗?zāi)K。

4.1.2 減少放電量

為了減少工作模塊放電量，必須嚴格控制底座螺絲，并且采取有效措施協(xié)調(diào)好不同高壓測試模塊。另外，還需要嚴格控制局部放電量，這樣才能確保測量結(jié)果的準確性和可靠性，提升變壓器局部放電試驗效果。

4.2 提升高壓套管底座螺絲連接效益

為了優(yōu)化放點波形，可以通過排除外部干擾，對外部放電點進行有效控制，并且對變壓器內(nèi)部故障形式進行準確判斷，同時還需要在不同電壓條件下，放電波形的區(qū)別，這樣才能有效滿足不同變壓器對于局部放電試驗的實際需要，確保在不同的局部放電模塊中，局部放電量都可以進行有效傳遞。另外，在波形分析模塊中，還需要對放電波形以及局部放電量進行控制。雖然中壓放點波形與高壓放電波形沒有較大區(qū)別，但是高壓繞組與中壓繞組相比，其放電量更高，另外，無論是在中壓側(cè)還是低壓測發(fā)生局部放電，都會傳遞至高壓側(cè)，因此，如果進行局部放電試驗，則無法準確判斷放電位置。因此，如果在進行變壓器局部放電試驗時，高壓測發(fā)生放電，并且同時放電電荷比較大，則無法準確判斷放電位置。

在進行變壓器局部放電試驗時，要對電壓放電信號進行準確控制，對高壓中性點的首端信號進行優(yōu)化，同時還需要在電壓工作過程中對繞組放電量進行有效控制。在變壓器局部放電試驗過程中，如果高壓繞組的下半部分與夾件接觸不良影響正常試驗，則可以使用萬用表對螺絲的接觸狀態(tài)進行測量，確保螺絲緊固。另外，在工作模塊中，螺絲也可能發(fā)生松動問題，從而影響局部放電試驗的正常進行，對此，為了確保所有螺絲接地良好，應(yīng)該有效控制懸浮點位，并且協(xié)調(diào)局部放電量，并且對各個螺絲的連接狀況進行仔細檢查。

4.3 螺絲的連接控制

為了提升絕緣電阻表的應(yīng)用效益，應(yīng)該嚴格控制螺絲的連接狀態(tài)，這樣才能夠優(yōu)化絕緣電阻，提高測量結(jié)果準確性，對不同電壓側(cè)的引線進行有效控制。為了對變壓器主體的故障模塊進行有效分析，明確變壓器主體的缺陷問題，并且實現(xiàn)對于各個工作模塊的調(diào)換，必須采用一系列主體缺陷控制方案。首先，在裝配過程中，將高壓B相和C相的TA進行調(diào)換，然后在真空注油，這樣能夠有效處理掉氣泡和雜質(zhì)，避免在進行變壓器局部放電試驗時產(chǎn)生懸浮電位問題。通常情況下，真空注油可以從底部開始，然后在上部進行真空處理?，F(xiàn)如今，對于鐵心控制模塊，必須對放電原因進行分析，同時還需要對變壓器接地方式進行有效控制，并且優(yōu)化小三角片，確保不同緊固部件之間公差配合的有效性，有效控制金屬異物的鐵心，對局部放電量進行有效控制，確保生產(chǎn)車間能夠處于密閉狀態(tài)。另外，還需要對降塵量標準進行有效控制，確保符合變壓器局部放電實際需要。在變壓器局部放電試驗中，需要測試的項目有：繞組連同套管的直流、繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比等等。最后，在完成變壓器局部放電試驗后，需要對各個部件進行重新安裝。

4.4 控制空載試驗，優(yōu)化局部放電試驗

在變壓器局部放電試驗中，還需要對不同電壓交流耐壓試驗以及三相空載試驗方案進行優(yōu)化控制，這樣才能確保局部放電試驗?zāi)K能夠順利開展，同時還能夠?qū)植糠烹娏窟M行準確控制，確保符合規(guī)程設(shè)計要求，這樣才能滿足設(shè)備出廠工作要求。

5 結(jié)語

綜上所述，變壓器絕緣系統(tǒng)的質(zhì)量與整個變壓器的使用壽命具有很大關(guān)聯(lián)，同時還與變壓器的運行狀態(tài)密切相關(guān)，是確保輸電系統(tǒng)安全可靠的關(guān)鍵。通過變壓器局部放電試驗，能夠準確判斷變壓器絕緣內(nèi)部的實際情況，有利于保證變壓器安全運行。

[1]吳 鵬，吳益明，姚廷利，等.一起220kV變壓器局部放電試驗異常的分析處理[J].變壓器，2015（06）：68～71.

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[3]仝疆勤.110kV 變壓器局部放電試驗[J].江西建材，2015（10）：222.

TM407

A

1004-7344（2016）17-0048-02

2016-6-2

胡曉東（1983-），男，工程師，本科，主要從事電氣調(diào)試工作。