淺談電力變壓器高壓試驗方法與故障處理

朱晞旸+劉陽

摘要：電力變壓器是電力系統(tǒng)中常用的電氣設(shè)備，而變壓器能夠安全運行最終要的環(huán)節(jié)就是電氣試驗。本文對電力變壓器高壓試驗的條件和方法、故障和處理進行了分析，并進一步對強化高壓試驗的安全措施進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；高壓試驗；影響

前言

隨著電網(wǎng)覆蓋范圍的不斷擴大，電力變壓器的數(shù)量也呈不斷增加的趨勢。變壓器的主要作用承擔著電壓變換，電能分配和傳輸，以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。因此，變壓器是避免電力系統(tǒng)故障的第一道屏障。電力系統(tǒng)工作人員不斷提高變壓器試驗水平，期望可以檢測出變壓器中潛藏的安全隱患，及早解決變壓器的故障問題，避免電力系統(tǒng)的供電事故，進而提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益、社會效益與生態(tài)效益。

1電力變壓器高壓試驗的條件、方法

變壓器的主要作用是變換交流電壓、電流，感應(yīng)電壓是由交流電流通人變壓器后產(chǎn)生磁通進而產(chǎn)生的。電氣高壓試驗是為了確保電氣設(shè)備的安全，因為設(shè)備的安全運行和電氣設(shè)備的絕緣性能、功能息息相關(guān)。

1.1變壓器高壓試驗的條件

為了有效的保證高壓試驗流程的堆滿性和精確性，則需要在高壓試驗中，盡量對高壓試驗中的工作條件進行提取，所以在電力變壓器進行高壓試驗時則需要滿足以下基本條件：

一是保護試驗室周圍的環(huán)境符合試驗的要求，同時對于環(huán)境溫度則要控制在-20℃和40℃之間；二是試驗室中空氣溫度為25～30℃時，應(yīng)將相對濕度控制在85%以下；三是在地面電力變壓器的試驗室安裝中，則需要對試驗室的環(huán)境進行嚴格的控制，以有效的避免氣體、污垢和化學(xué)性積塵等對絕緣性能的影響；四是進行電力變壓器高壓試驗時，需要有足夠的保護電阻來保護電壓升高過程所需要的電阻，一旦在試驗過程中超過規(guī)定的高壓時，則變壓器不能進行斷合；五是進行變壓器試驗過程中，需要保護額定容量和電壓在嚴格的控制水平內(nèi)，同時還要保證其具有良好的散熱。

1.2變壓器高壓試驗的方法

一是在進行引線的連接時要嚴格按照電力變壓器接線的原理圖進行，在與控制箱進行接地時，要對其安全性和可靠性予以保證；二是為了確保高壓試驗的穩(wěn)定進行，需要在試驗前對各接線的接觸點進行檢查，確保接觸的良好性，同時還要對控制箱內(nèi)的調(diào)壓器進行檢查，確認其已歸零；三是在接通電力變壓器的電源時，當綠色指示燈亮?xí)r可以啟動按鈕，但紅色指示燈亮?xí)r則要等待升壓；四是在進行升壓過程中，試驗人員握住調(diào)壓器的手柄進地順時針的勻速旋轉(zhuǎn)，使升壓緩慢進行，同時對于儀表的指示變化及運轉(zhuǎn)情況要密切觀察；五是一旦高壓試驗完成，則迅速按下停止按鈕，并切斷所連接的電力變壓器電源，同時去除連接的引線。

2試驗過程分析與處理

在變壓器沖擊合閘試驗過程中我們要做的就是對現(xiàn)象進行認真地檢測：

第一方面，也是最重要的方面，那就是首先要確定好變壓器的狀態(tài)，狀態(tài)的重要性大家應(yīng)該知道，本文不表。我們在做實驗時要注意到許多問題，比如沖擊電流的大小，空載電流的大小，第一次第二次側(cè)電壓的頻率，以及變壓器的變化變壓器的正常聲音是均勻的嗡嗡聲，檢測時要注意對比。下文是對聲音異常的分析，只是簡單指出幾種常見的情況，第一種，聲音要不以前的大很多，但聲音還是非常的均勻的，那么我們就應(yīng)該降低外加電壓來調(diào)節(jié)了，

第二種，聲音不僅僅大，而且非常的亂，那就要檢查內(nèi)部的鐵芯了，或者是金屬有些松動了。

第三種，如果出現(xiàn)爆裂聲響，這也是看似最恐怖的一種，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因，可能是變壓器內(nèi)部出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。

上文所說的這三種現(xiàn)象都是非常常見的，所以當遇到這些情況時，不必驚慌，按部就班的來，就會比較順利解決問題。第二方面，就是變壓器的裝置問題了，在變壓器開始工作時，差動保護等電信號驅(qū)動也就相應(yīng)的開始了他們自己的工作，這樣一來，檢測裝置上的電流表的指針就會突然間變大，而且指針所指的數(shù)值也是不小的，在這種情況下，繼電保護裝置應(yīng)該是停止運作的，如若不然，那應(yīng)對變壓器進行嚴密的檢查，可以采取抽樣法對變壓器中的油氣進行色譜分析，來看是不是內(nèi)部的問題以采取相應(yīng)的措施，來保護整定值的調(diào)整。

3高壓試驗變壓器的故障及處理

3.1試驗設(shè)備組成及工作原理

YD-QSB（JZ）高壓試驗變壓器是對高壓設(shè)備進行試驗交、直流耐壓的專用儀器。該儀器由控制箱、高壓試驗變壓器（升壓變壓器）、連接導(dǎo)線組成。接線原理如圖1所示。其工作原理為：將控制箱、高壓試驗變壓器用連接導(dǎo)線按正確的方式連接上，將手輪調(diào)回零位，接通電源，控制箱面板綠燈指示亮，表示電源接通。按下起動按鈕，紅燈亮，綠燈滅，表示試品已接通，可以升壓。轉(zhuǎn)動調(diào)壓器手輪，均勻而較快地升壓，同時從控制箱指示儀表讀取所升高電壓數(shù)據(jù)，并記錄所升高電壓的穩(wěn)定時間。

3.2故障現(xiàn)象

該儀器曾出現(xiàn)故障，并返廠修理過，后來又出現(xiàn)故障，兩次現(xiàn)象相同，表現(xiàn)為：控制箱高電壓指示儀表指示不正常（即不能檢測試驗時所升高電壓數(shù)據(jù)）。外觀初步檢查，自耦調(diào)壓器二次輸出正常，電壓表無異常，線路連接正確。

TY為自耦變壓器；GB為高壓試驗變壓器；LJ為電流繼電器；K為調(diào)壓器零位開關(guān)；JC為交流接觸器；D為短路桿

3.3儀器檢查及原因分析

控制箱內(nèi)的控制回路升壓正常，輸入、輸出正常；連接導(dǎo)線用萬用表歐姆檔測試，也顯示正常；因此判斷可能是高壓試驗變壓器故障。從原理圖可看出，高壓試驗變壓器有3個同心線圈——原邊線圈、高壓輸出線圈、儀表專用線圈。工作時，控制箱內(nèi)電壓回路接通后，通過自耦調(diào)壓器的調(diào)節(jié)，使高壓試驗變壓器的原邊線圈與高壓輸出線圈的比例關(guān)系不變，而其匝數(shù)遠遠小于高壓輸出線圈，故從儀表上可讀取升壓值。將試驗變壓器拆開后檢查發(fā)現(xiàn)，變壓器原邊線圈、高壓輸出線圈均無異常，而儀表專用線圈有明顯的過熱痕跡，因此判斷為儀表專用線圈燒毀。檢查儀表線圈，其所使用導(dǎo)線為0.3mm。分析燒毀原因，應(yīng)該是由于線圈芯線的截面積較小，載負荷能力差，致使在儀器升壓工作過程中當泄漏電流較大時，將線圈燒毀。儀器兩次故障現(xiàn)象相同，均是該原因造成的，由于線徑是在設(shè)計裝配過程中選型決定的，所以在次返廠修理時，問題沒有得到徹底的解決。

3.4處理措施

根據(jù)實際情況，采取的辦法只能是更換儀表線圈。儀表線圈與另外兩個線圈的排列順序是：從鐵心向外，依此為儀表線圈、高壓輸出線圈、原邊線圈（即一次線圈）。更換儀表線圈，在較潔凈的房間內(nèi)，將鐵心硅鋼片一一拆開，然后將原邊線圈、高壓輸出線圈依次取下，用白布分別包好、放好，防止塵土及異物，以備裝配；測量好儀表線圈的原繞制成型的數(shù)據(jù)，然后將已燒毀的儀表線圈取下，選用截面積較大、載負荷能力較高的0.45mm的漆包線，按原來的儀表線圈匝數(shù)及裝配外型尺寸重新繞制。繞制完成后浸漆、干燥。開始裝配，先將儀表線圈按原樣裝好，再將高壓輸出線圈、原邊線圈按原來的位置安裝好，將700多片硅鋼片重新按原型裝配。最后對高壓試驗變壓器的變壓器油進行了更新。將修好的儀器進行空載試驗、帶負荷試驗，顯示正常；與另外的一套儀器升壓試驗比較，結(jié)果良好，達到了工況要求。在隨后的循環(huán)水高壓電機、氟里昂高壓電機及公司內(nèi)配電變壓器的檢修試驗中，使用該儀器，顯示穩(wěn)定可靠。目前在兩年多的實踐中證明，該試驗變壓器的故障處理措施是可行的。

4高壓試驗應(yīng)采取的安全技術(shù)措施

高壓試驗通常在高壓下進行，因此安全問題非常重要。因為在高電壓下工作，由于疏忽，人體與帶高電壓設(shè)備部分的距離小于安全距離時，極有可能發(fā)生人身傷亡事故。由于錯接試驗電路或錯加更高的試驗電壓，很可能使被試設(shè)備或試驗設(shè)備發(fā)生損壞。為了有效防止意外事故的發(fā)生，應(yīng)在思想高度重視的基礎(chǔ)上，必須做好以下各項安全技術(shù)措施。

（1）在高壓試驗前，充分作好預(yù)備工作。擬定好試驗方案，必須嚴格執(zhí)行《電力安全工作規(guī)程》中的相關(guān)內(nèi)容，在高壓試驗設(shè)備和高壓引線四周，均應(yīng)裝設(shè)安全網(wǎng)（遮欄），并在網(wǎng)上向外懸掛“止步，高壓危險”標示牌。裝設(shè)安全網(wǎng)的地方應(yīng)派專人看管，以防外人不慎人內(nèi)；對遠處出現(xiàn)高壓（如電纜試驗）的地方也應(yīng)裝設(shè)安全網(wǎng)，也應(yīng)派專人看管。

（2）高壓試驗工作必須有兩人以上共同配合，才能開展工作，并應(yīng)明確其中有經(jīng)驗的一人為試驗負責人，負安全責任。

（3）試驗前，試驗負責人應(yīng)對每個參加試驗的人員明確分工，具體說明有關(guān)安全的注意事項。

（4）工作任務(wù)不明確，試驗設(shè)備地點或四周環(huán)境不熟悉，試驗項目和標準不清楚，以及人員分工不明確的，都不得開展工作。

（5）試驗設(shè)備的容量，儀表的量程必須在試驗前考慮合適，儀表的轉(zhuǎn)換開關(guān)、插頭和調(diào)壓器及滑桿的轉(zhuǎn)動方向，必須判明且正確無誤。

（6）因試驗需要而斷開設(shè)備與外部的連線時，拆前應(yīng)做好標記，以免恢復(fù)時接線錯誤。

（7）試驗設(shè)備和被試驗設(shè)備的金屬外殼均應(yīng)接地，高壓試驗引線應(yīng)盡量縮短，截面應(yīng)足夠大；高壓回路對安全網(wǎng)，設(shè)備外殼墻壁等地電位物體應(yīng)有足夠的安全距離，以防發(fā)生放電。

（8）高壓試驗一般由較低一級的試驗人員負責接線，之后由試驗負責人負責檢查。檢查接線是否有誤，安全用具（如安全網(wǎng)、標示牌、絕緣手套、絕緣墊、放電棒、接地線）是否齊全，安全措施是否妥當。經(jīng)檢查確認無誤后，令全部試驗工作人員撤到安全網(wǎng)之外后發(fā)出“各就各位”的命令，方可認為試驗預(yù)備工作全部完成。

5結(jié)語

電力系統(tǒng)中的變壓器是保證電力系統(tǒng)供電安全性、可靠性、高效性、穩(wěn)定性的重要影響因素，相關(guān)工作人員必須提高重視，以有效的試驗手段以及故障排除方案，來避免電力系統(tǒng)中變壓器試驗與運行過程中的故障問題。電力變壓器在絕緣試驗中，有些細小環(huán)節(jié)容易忽視，必須予以充分重視；除此之外，還有環(huán)境濕度、剩余電荷、表計、接線、高壓連線等方面的影響，要消除這些影響并不難，只要掌握產(chǎn)生影響的機理，嚴格掌握試驗方法，就能測出正確的數(shù)據(jù)，保證設(shè)備的可靠運行。