500kV及以下電力變壓器預防性試驗研究

摘要：電力變壓器的預防性試驗包括直流電阻的測量、絕緣電阻和吸收比的測定、變壓器變比的測定、介質(zhì)損耗因數(shù)的確定、交流耐壓試驗、絕緣油試驗以及油氣體色譜分析和非純瓷套管試驗等。文章從試驗目的、試驗方法和注意事項三個方面對500kV及以下電力變壓器預防性試驗進行了研究。

關鍵詞：電力變壓器；預防性試驗；直流電阻；絕緣電阻；吸收比測定 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM41 文章編號：1009-2374（2016）27-0128-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.060

現(xiàn)在是一個電氣化時代，各行各業(yè)的發(fā)展都離不開電力的發(fā)展，所以保障電力的可靠性就是一個非常重要的問題。如果電力供應出現(xiàn)問題，那么很多行業(yè)都將會受到影響。電力變壓器作為電力供應中一個非常重要的環(huán)節(jié)，具有不可替代的作用，所以電力變壓器的維護和檢修就顯得非常重要。電力變壓器的預防性試驗是對電力變壓器健康狀況的一個評估依據(jù)，所以本文就從電力變壓器預防性試驗的各個具體試驗詳細闡述筆者對電力變壓器預防性試驗的研究。

1 直流電阻的測量

1.1 試驗目的

1.1.1 檢查變壓器繞組有沒有匝間短路。

1.1.2 檢查變壓器繞組的接頭質(zhì)量。

1.1.3 多股并饒的導線有沒有斷股的現(xiàn)象。

1.1.4 電壓分接開關能不能良好的接觸。

1.2 測量的方法

測量直流電阻所采用的方法一般是電橋法，所以我們這里采用的也是電橋法。電橋法就是利用吊橋平衡的原理來測量直流電阻的，需要特別說明的是這里采用的一般都是直流電橋。常用的電橋有雙臂電橋、單臂電橋和雙單臂電橋。另外，我們這里還需按照實際情況選用不同的電橋來測量。當被測量的電阻大于等于10Ω時，應該使用單臂電橋，當被測量的電阻小于10Ω時使用雙臂電橋。在測量直流電阻的時候最好能測量每相的電阻阻值。還有一種情況，當中性點沒有引出線的時候，這里的值是需要我們換算的。

1.3 一些常見的注意事項

1.3.1 為了充分考慮連接導線分壓的問題，那么連接導線的電阻要選得足夠小，轉換成直觀的處理辦法就是要選電壓線要足夠短并且要盡量粗一點。

1.3.2 對電阻分壓的考慮，要把接觸電阻的阻值也要降到最低。直白地來講就是要保證導線的連接要可靠，不能虛接觸以為內(nèi)虛接觸的電阻是很大的，這樣就很容易造成測量的不準確。

1.3.3 類似于物理中講的測電阻的辦法，這里也要根據(jù)電阻阻值的大小選擇電流表內(nèi)接還是外接的辦法。經(jīng)過分析，因為繞組的內(nèi)阻還是比較小的，所以這里選擇的是電流表外接的辦法。

1.3.4 同一變壓器中其他非測量繞組的端子和引線必須可靠絕緣，因為當測試電流被切斷時，可能會有很大的過電壓產(chǎn)生，這時為防止設備和人員受到傷害，杜絕人身傷害事故的發(fā)生。

2 吸收比和絕緣電阻的測定

2.1 試驗目的

2.1.1 可以簡單地判別變壓器是不是好的，能不能正常地工作。

2.1.2 可以判斷變壓器的局部和整體有沒有受潮，是不是絕緣良好。

2.1.3 可以檢查絕緣表面是否有污染，有沒有放電擊穿過。

2.1.4 可以找出有沒有引線接地等局部短路的問題存在。

2.2 測量方法

2.2.1 測量額定電壓為500kV的電力變壓器及500kV以下的電力變壓器的時候，我們一般使用5000V或者2500V兆歐表。

2.2.2 這里需要注意的是，被測繞組各相引出端在連接到兆歐表之前和接地繞組接地之前需要做短路處理。這樣做的目的是，可以達到測量各繞組間及各繞組對地的絕緣電阻與吸收比。

2.3 需要注意的事項

2.3.1 短路的問題，我們要在實驗之前把電力變壓器一側的繞組短路，短路的引出線要和中性點引出的接電線可靠連接。

2.3.2 因為電阻是一個和溫度有關的物理量，所以我們這里也要考慮溫度的影響。我們采取的做法是，等退出運行的變壓器冷卻到油溫以后再進行相應的測量。

2.3.3 在測量過程中，殘余電荷也是一個不小的影響。為了保證測量的精確性，我們這里采取的辦法是放電。一般需要把指定的繞組對地放電3分鐘以上才認為是沒有殘余的電荷存在。另外，對地放電也是對人身安全的一個保證。

3 交流耐壓試驗

3.1 交流耐壓試驗的目的

3.1.1 電力變壓器的交流耐壓試驗是預防性試驗的主要項目，它可以整體地考核主絕緣的質(zhì)量。

3.1.2 可以考察電力變壓器在比較惡劣的環(huán)境下絕緣水平能否達標的問題。

3.2 交流耐壓試驗段的具體測量方法

交流耐壓試驗的接線需要根據(jù)被試品的要求和現(xiàn)場的試驗設備來決定，并沒有一個確定的、一成不變的接線方法。測試設備一般都是成套的。當然為了測試大型的變壓器就應該用大容量的試驗變壓器，與之配套的設備包括相應的調(diào)壓器以及相應的電源，這些都是需要配套使合的。現(xiàn)場操作的時候可能會非常不方便，那么在此情況下可以具體情況具體分析，可根據(jù)具體情況分別采用串聯(lián)、并聯(lián)諧振的方法來進行現(xiàn)場試驗。并聯(lián)、串聯(lián)諧振可以通過調(diào)節(jié)相應的電感來實現(xiàn)，也可以通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的頻率或電容的大小來實現(xiàn)。但是由于變壓器是大電容設備，所以一般采用調(diào)節(jié)電感和調(diào)節(jié)頻率來進行諧振補償。此外，如果是500kV以上的電力變壓器，我們一般進行感應耐壓試驗，對500kV及以下的電力變壓器采用諧振耐壓試驗。

3.3 需要注意的事項

3.3.1 交流耐壓試驗一定要保證接線的準確無誤，要不然可能會有危險發(fā)生。

3.3.2 油浸電力變壓器的套管和入孔的所有能排氣的出口都要打開，以免氣體殘余影響絕緣強度，導致危險發(fā)生。

3.3.3 對于三相電力變壓器，三相不必分開進行測量。但是有一點是需要注意的，同側的三相引出線一定要短路之后再進行試驗，否則會損壞電力變壓器。

3.3.4 在升高電壓的過程中，我們一定要密切關注各項儀表數(shù)據(jù)和變壓器狀態(tài)，看是否有異常狀態(tài)。有危險發(fā)生要及時地切斷電源，最大程度地保護人員的安全和設備的安全。

3.3.5 交流耐壓試驗的時間根據(jù)有關規(guī)定定為1

分鐘。

3.3.6 對于電壓上升速度的問題，一定要合理把握。當電壓達到額定電壓的40%時，電壓的上升速度不能超過3%。

3.3.7 當電力變壓器所加的電壓達到40%以后，盡量不要緊急切斷電源。避免感應出高電壓，發(fā)生危險。

3.3.8 被測試繞組的首尾端必須短接，非被測試繞組的繞組必須可靠地接地，以防止感應電傷人。

4 非純瓷套管試驗

4.1 實驗目的

非純瓷套管式是電力變壓器的重要組成部分，對電網(wǎng)的安全運行也有著重要的意義。我們在這里進行電力變壓器非純瓷套管的試驗，主要是測量介質(zhì)損耗角正切值額電容量。因為這兩個指標可以靈敏地反映出套管的劣化和局部的缺陷，是一項非常重要的指標。

4.2 具體的測量方法

4.2.1 擺放介損儀然后將儀器可靠接地，選擇合適的位置將介損儀平穩(wěn)放置，然后將儀器接地端可靠接地，這里需要注意預留高壓引線的走向，儀器放置應安全、平穩(wěn)，保證預留的高壓引線的走向以及與被試設備連接的角度滿足要求。位置的擺放一定要合理。

4.2.2 按照相應的規(guī)定接電線，這里需要分別測量高低壓連通套管的正切值，測量電容套管的正切值。這里需要注意，當電容量和電容型套管末屏絕緣電阻小于1000兆歐時，需要測量末屏對地的正切值。

4.2.3 測量繞組連同套管的tanδ采用反接法，測量電容型套管的tanδ、電容量采用正接法。

4.3 注意事項

4.3.1 一定要確保接線的準確性，如果錯誤的接線，一定會造成測量的不準確，甚至不能測量。

4.3.2 高壓測試線不要距離繞組過近，高壓測試線距離接地部位也不能過近，否則會影響測量的準確性。

5 變比試驗

5.1 實驗的目的

電力變壓器的變比測試試驗是考查實際電力變壓器設計參數(shù)的很重要試驗項目，它的主要用途是用來驗證三相繞組每個分接頭的實際的電壓比偏差是否都在產(chǎn)品標準或者技術協(xié)議要求的允許范圍之內(nèi)，繞組的每個分接頭引線與分接頭開關的連接是否都正確及檢驗繞組的繞向或線端的標識是否正確也是通過這個試驗來判定的，還可以確認并聯(lián)繞組的匝數(shù)是否相同，同時可驗證三相繞組的聯(lián)結組標號是否正確。

5.2 具體的試驗方法

5.2.1 電力變壓器的中性點不接儀器，不接大地。儀器的地線一定要接好，電源選擇220V的交流電源。電力變壓器的分接頭選擇在中間檔位。

5.2.2 對標準變比的設置。這里對電力變壓器的標準檔位的設定指的是對電力變壓器中間檔位的設定。

5.3 需要注意的問題

5.3.1 電力變壓器在進行變比試驗的階段的時候，一定要保證電力變壓器的接線準確，否則可能會有危險發(fā)生。

5.3.2 對電力變壓器的連接繞組一定要判斷清楚。如果變壓器連接組號還沒有弄清楚，那么可能會造成變壓器的測量不準確。電力變壓器的繞組接法對電壓的影響還是比較大的，線電壓和相電壓之間是有區(qū)別的，所以我們在這里一定要保證清楚電力變壓器的聯(lián)接組的問題。

5.3.3 測試的時候要讓數(shù)據(jù)保持一段時間，防止短時間之內(nèi)出現(xiàn)誤差，造成測量的不準確。

6 介質(zhì)損耗因數(shù)的測量

6.1 試驗目的

我們之所以對電力變壓器進行介質(zhì)損耗因數(shù)的測量就是要看電力的變壓器的絕緣是不是受潮，電力變壓器的變壓器油有沒有劣化，是否影響使用。這里需要說明的是，電力變壓器的絕緣損耗因數(shù)對于絕緣老化和輕微的缺陷的反應并沒有那么靈敏，所以對于大容量的變壓器，我們一般需要測量的是介質(zhì)損耗角的正切值。

6.2 測量的具體做法

我們采用的辦法是電壓平衡式西林電橋和介質(zhì)測量專用儀器。測量時因將非被測繞組短接接地，也可以將非被測繞組屏蔽進行分解試驗，以查出局部缺陷。測量變壓器介質(zhì)損耗因數(shù)時，對于注油或未注油的且繞組額定電壓為10kV以上的變壓器，試驗電壓為10kV，繞組額定電壓小于10kV的，試驗電壓不應大于額定電壓。

6.3 需要注意的事項

6.3.1 對于介質(zhì)損耗因數(shù)的測量，在試驗過程中電壓可以一次到位，也可以分段加壓。各有各的好處，分段加壓，可以保障有危險的時候及時停止，防止危險一下子達到最大。

6.3.2 電壓的頻率對于本試驗有很大的影響，所以電源的頻率誤差不能太大，一般控制在5%。

7 結語

預防性試驗是電力變壓器運行和維護工作中的一個非常重要的環(huán)節(jié)，是保證電力系統(tǒng)安全運行的有效手段之一。在變壓器計劃檢修或故障診斷中，預防性試驗結果依舊是不可缺少的診斷參量，所以對于電力變壓器的預防性試驗的研究具有非常積極的意義。

參考文獻

[1] 單文培.電氣設備試驗及故障處理事例[M].北京： 中國水利水電出版社，2006.

[2] 陳化鋼.電力設備預防性試驗方法及診斷技術[M]. 北京：中國水利水電出版社，2009.

作者簡介：周闌林（1985-），男，貴州六盤水人，云南華電金沙江中游水電開發(fā)有限公司助理工程師，研究方向：高壓試驗。

（責任編輯：秦遜玉）