電力變壓器高壓試驗及其故障處理

余凱

摘要 在電力系統(tǒng)中，變壓器的平穩(wěn)、安全運行是整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要組成部分。變壓器設(shè)備在檢修完成后，為了檢測其質(zhì)量是否合格需要對變壓器進(jìn)行高壓試驗以確保投入使用時能安全、平穩(wěn)運行。本文就變壓器高壓試驗中出現(xiàn)的缺陷和影響試驗結(jié)果的因素進(jìn)行了分析并提出了有關(guān)實驗故障的改進(jìn)措施。

[關(guān)鍵詞]電力變壓器 高壓試驗 故障處理

隨著生活水平的提高，人們對電能的質(zhì)量要求也越來越高。而電力系統(tǒng)中變壓器的安全平穩(wěn)運行是維持電力正常供應(yīng)的保障。為了給人們提供安全、可靠、穩(wěn)定的電能，通常在電力變壓器安裝前需進(jìn)行高壓試驗。通過高壓試驗檢驗變壓器的性能以確保在變壓器在后期投入使用時能安全、穩(wěn)定運行。

1 電力系統(tǒng)變壓器在試驗中的故障問題分析

1.1 儀器故障

變壓器在試驗中出現(xiàn)的故障可能是變壓器儀器本身出現(xiàn)故障引起的。從高壓試驗變壓器的結(jié)構(gòu)可知，高壓試驗變壓器是由原邊線圈、高壓輸出線圈、儀表專用線圈這三個同芯線圈組成的。其中，原邊線圈的輸入電壓與高壓輸出線圈的輸出電壓之比等于它們的匝數(shù)之比。變壓器工作時，控制箱內(nèi)電壓回路接通，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器，則可從儀表上讀取高壓輸出線圈的輸出電壓。由于原線圈的匝數(shù)遠(yuǎn)小于高壓輸出線圈的匝數(shù)，所以，從儀表上讀取的電壓為升壓后的電壓。變壓器實驗時，如果控制箱內(nèi)的控制回路升壓是正常的，原線圈的輸入和高壓輸出線圈的輸出電壓也是正常的，除此之外，用萬用表的歐姆擋測試變壓器，也是正常的話，則是變壓器本身的故障。拆開試驗變壓器進(jìn)行檢查，事實也證明，雖然變壓器原邊線圈和高壓輸出線圈無異常，但是儀表專用線圈卻燒毀了，留下了明顯的過熱痕跡。

1.2 實驗溫度對絕緣電阻的影響

變壓器在實驗過程中，實驗溫度對變壓器的實驗結(jié)果也有很大的影響。因為，變壓器內(nèi)部有絕緣電阻，而絕緣電阻的阻值對溫度變化較為敏感。當(dāng)溫度上升時，構(gòu)成絕緣電阻的分子和離子的運動會隨著溫度上升而變得劇烈，這樣就加劇了分子和離子的極化和電導(dǎo)，導(dǎo)致了絕緣電阻阻值的不斷降低。即絕緣電阻的阻值會隨著溫度的上升而不斷減小。除此之外，溫度不斷升高的情況下，絕緣電阻內(nèi)的雜質(zhì)運動也越為劇烈，運動到絕緣層的水分中使得絕緣層的水分中包含更多的雜質(zhì)，從而絕緣電阻的阻值會進(jìn)一步降低，特別是絕緣電阻的表面雜物越多，絕緣電阻隨著溫度的上升阻值降低得更加明顯。

1.3 電壓極性對泄漏電流的影響

變壓器絕緣部分受潮時會發(fā)生漏電現(xiàn)象產(chǎn)生泄露電流。而變壓器繞阻的極性會對泄漏電流有很大影響。在電場中變壓器絕緣中的水分子顯示正電荷，當(dāng)變壓器繞阻的正極性電壓增加時，絕緣中的水分子就會受到排斥而向變壓器外部滲透使得變壓器絕緣中的水分子含量減小，而隨著變壓器絕緣中的水分子含量的減小，變壓器泄漏電流也會減小。當(dāng)變壓器繞阻的負(fù)極性電壓增加時，變壓器內(nèi)部的水分子就會被吸引向變壓器繞阻方向移動并且從絕緣表皮滲透過去，從而使得變壓器內(nèi)部的泄漏電流逐漸增大。

1.4 升壓速度對測量泄漏電流的影響

對于變壓器，理論上來說，升壓速度不會影響變壓器的泄漏電流，因為變壓器的泄漏電流是變壓器的一個特有屬性，與升壓的速度是無關(guān)的。然而，變壓器在實際應(yīng)用中，升壓時除了會產(chǎn)生泄露電流之外，變壓器變壓時還會發(fā)生一定的吸收現(xiàn)象產(chǎn)生一定的吸收電流，特別是容量較大的變壓器改變變壓速度時具有強烈的吸收現(xiàn)象產(chǎn)生較大的吸收電流。對當(dāng)用微安表對電流進(jìn)行測量時，測出的不是泄露電流而是泄露電流和吸收電流的合電流。特別是容量較大的變壓器，測得的數(shù)值與泄漏電流的數(shù)值偏差會更大。因此，電力人員用微安表對泄露電流進(jìn)行測量時，不僅要掌握技巧和方法，而且還要嚴(yán)格控制測量時間進(jìn)行耐心測量才能減少測量誤差，使得微安表測出的電流值接近精準(zhǔn)的真實的泄漏電流。

2 變壓器高壓試驗的條件

變壓器所處環(huán)境的溫度、濕度及含雜質(zhì)情況都會對變壓器實驗有一定影響，因此，為了確保變壓器試驗流程的順利進(jìn)行以及試驗結(jié)果的準(zhǔn)確和可靠，必須為變壓器實驗提供良好的環(huán)境。

2.1 把變壓器試驗溫度控制在-20℃- 40℃之間

由于變壓器內(nèi)各種材料的性質(zhì)、特性與溫度有一定關(guān)系。比如，電力變壓器的絕緣電阻，在溫度為-20℃～40℃范圍之內(nèi)，其阻值會隨著溫度的升高而減少，會隨溫度的降低而升高。所以，為了檢測溫度對變壓器到底有多大影響，就需要把變壓器的實驗溫度控制在-20℃～40℃范圍之內(nèi)。

2.2 周圍環(huán)境濕度不應(yīng)高于85%

變壓器實驗結(jié)果除了與溫度有一定關(guān)系之外，而且還與空氣濕度有關(guān)。在高壓實驗中，需要多次測量數(shù)據(jù)，然而多次測量時，時間跨度越大空氣的濕度也就越大，對實驗結(jié)果的影響也就越大，這就導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。為了減少濕度對測量結(jié)果的影響，應(yīng)嚴(yán)格控制空氣濕度在85%以下。

2.3 以舊換新

由于變壓器使用越久，變壓器受潮引起的內(nèi)部水份就越多，對數(shù)據(jù)的測量影響也就越大。所以，為了使測量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、可靠，可以將舊的變壓器更換為新的。

2.4 保持變壓器的清潔

除了溫度、濕度會對變壓器試驗有一定影響之外，雜質(zhì)也會對數(shù)據(jù)的測量有影響。變壓器的絕緣性能是其重要的工作性能，而污垢、粉塵、氣體等會使變壓器的絕緣性能下降，從而影響試驗結(jié)果。因此，變壓器的試驗過程中，一定要保證無塵、無污垢的清潔、干凈環(huán)境。

2.5 確保變壓器的安全試驗

為了保證電力變壓器的安全使用，可以用足夠大的保護電阻進(jìn)行保護以防止高壓試驗中出現(xiàn)超出變壓器額定電壓而損壞變壓器。與此同時，電壓控制的一定范圍之內(nèi)，要做好變壓器在試驗中的散熱。此外，變壓器外殼要接地以保證工作人員的人身安全。

3 變壓器高壓試驗常見故障的處理

3.1 變壓器異聲故障處理

變壓器試驗中，變壓器出現(xiàn)問題時也會伴隨著出現(xiàn)異常響聲，不同的問題有不同的異常響聲，所以，根據(jù)這些異常響聲可以推測故障地點及故障的原因，然后采取對應(yīng)的應(yīng)對措施進(jìn)行故障的處理。比如，加緊螺栓未擰緊時，變壓器工作時會發(fā)出較大的“嗡嗡”聲;當(dāng)變壓器內(nèi)有鐵質(zhì)墊圈或螺母等雜物時，變壓器工作中會發(fā)出“叮當(dāng)叮當(dāng)”的金屬撞擊聲;不僅如此，空氣潮濕時，套管處會有“嘶嘶”的放電聲并且伴隨著藍(lán)色的小火花。所以，根據(jù)異常響聲的特點可以判斷出故障的內(nèi)容，然后采取對應(yīng)措施解決。

3.2 變壓器油溫異常故障處理

變壓器試驗中，可能出現(xiàn)某些局部過熱的現(xiàn)象，而引起局部過熱的原因有多種。

（1）開關(guān)接觸不良時，接觸電阻會阻值增大，根據(jù)電流的熱效應(yīng)該局部會消耗大量的熱量，從而引起該局部發(fā)熱過大。間金屬直接接觸而形成短路環(huán)流，電流短路使局部產(chǎn)生高熱量：

（2）金屬間直接接觸或外力損傷造成硅鋼間絕緣損壞導(dǎo)致短路環(huán)流的產(chǎn)生從而使得或使得局部產(chǎn)生高熱量。

3.3 變壓器接頭過熱的處理

變壓器接頭的引出端一般是銅制的引出端，當(dāng)與鋁相接時，鋁在潮濕空氣中很容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而腐蝕，而變壓器工作時，由于接頭腐蝕，所以在接頭位置會產(chǎn)生大量的熱而使得接頭損壞。所以，變壓器接頭的引出端應(yīng)盡量避免銅鋁接觸或采用特殊過渡頭連接。

3.4 變壓器油位異常的分析與處理

變壓器工作時如果油位異常，則需停止運行，確保補油后再重新運行。而引起油位異常的原因多種，可能是多次放油未及時補充使得油位低，也有可能是存在嚴(yán)重漏油現(xiàn)象。此外，溫度大幅降低等因素也會影響油位，特別是油位本來不足的情況，容易異常。

3.5 變壓器外表異常的處理

變壓器外表出現(xiàn)系列故障會產(chǎn)生相應(yīng)的故障現(xiàn)象。根據(jù)故障現(xiàn)象可以判斷故障的類型，從而采取對應(yīng)措施對癥下藥。

（1）制造的套管如果有瑕疵或者安裝時造成了套管的破損或瑕疵，變壓器工作時容易產(chǎn)生過電壓發(fā)生閃絡(luò)放電現(xiàn)象，所以，根據(jù)系統(tǒng)是否有過電壓閃絡(luò)放電現(xiàn)象，可判斷套管是否有瑕疵。

（2）如果出現(xiàn)防爆管破損的情況，則可能是螺栓擰得太緊，也可能是防爆管內(nèi)部發(fā)生斷落等。

（3）變壓器內(nèi)的呼吸器下端玻璃管內(nèi)一般都裝有變色硅膠，根據(jù)硅膠的顏色可以判斷呼吸器的呼吸功能，從而達(dá)到監(jiān)視呼吸器的呼吸功能的作用。

當(dāng)呼吸器不能調(diào)節(jié)變壓器上方內(nèi)外壓力的平衡時，內(nèi)部硅膠由于不能吸潮，所以顯示為粉紅色。所以，如果硅膠是粉紅色則表明呼吸器已經(jīng)失去了調(diào)節(jié)變壓器上方內(nèi)外壓力的平衡的能力。變壓器作為電網(wǎng)運行過程中的重點組成部分，其平穩(wěn)、安全運行是整個電力系統(tǒng)安全、平穩(wěn)運行的重要組成部分。對變壓器進(jìn)行高壓試驗時，會存在諸多的影響因素，需要對這些因素引起高度重視并采取措施消除這些影響因素，降低其對測量結(jié)果的影響，為得到有效的數(shù)據(jù)打下堅實的基礎(chǔ)。與此同時，針對試驗中出現(xiàn)的缺陷和故障進(jìn)行了分析和提出了對應(yīng)的改進(jìn)措施是變壓器平穩(wěn)運行的保障。

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