電氣試驗(yàn)在變壓器故障預(yù)防中的應(yīng)用研究探討

左祖胤

摘要：自改革開(kāi)放以來(lái)，我們國(guó)家對(duì)于電力系統(tǒng)的應(yīng)用頻率越來(lái)越大，因此相關(guān)的企業(yè)在這種情況下迅速發(fā)展，但這也帶來(lái)了一些問(wèn)題。在電力系統(tǒng)的使用中，能夠有效確保其用電安全的就是變壓器，這對(duì)于電力系統(tǒng)有著重要的意義能夠起到一定的輔助作用?；诖朔N情況，有關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視對(duì)于變壓器的故障預(yù)防等工作，使其能夠在使用的過(guò)程中具有一定的穩(wěn)定性，確保群眾的人身財(cái)政安全。

關(guān)鍵詞：電氣試驗(yàn);變壓器故障分析;應(yīng)用探究

1、變壓器故障原因

一般來(lái)說(shuō)，變壓器出廠時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)格的出廠電氣試驗(yàn)來(lái)保證設(shè)備的可靠度，但環(huán)境的不確定性、復(fù)雜的使用條件以及不停實(shí)時(shí)變化的運(yùn)行工況都會(huì)或多或少的讓設(shè)備產(chǎn)生問(wèn)題。這些問(wèn)題有可能是出廠試驗(yàn)不到位、錯(cuò)誤運(yùn)行方式造成變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)件損耗加速老化、檢修時(shí)維護(hù)不到位、油浸式變壓器密封老化內(nèi)部受潮加速絕緣油及金屬件劣化等。這些深層次的問(wèn)題平時(shí)的巡檢聽(tīng)聲聞味無(wú)法判斷具體的故障，只有在檢修期間對(duì)設(shè)備進(jìn)行有限的電氣預(yù)防性試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向、縱向?qū)Ρ?，判斷設(shè)備狀態(tài)，并及時(shí)消除隱患。

2、電氣試驗(yàn)的主要類型

2.1、直流電阻試驗(yàn)

變壓器直流電阻測(cè)量是在對(duì)變壓器進(jìn)行交接、維修以及調(diào)整之后的一項(xiàng)重要內(nèi)容，同時(shí)也是變壓器在檢修中所必須要施行的檢查之一，尤其變壓器進(jìn)行無(wú)載調(diào)壓或有載調(diào)壓裝置檢修后。通過(guò)對(duì)比三相繞組直流電阻的偏差，找出問(wèn)題并進(jìn)行處理防止三相電流不平衡造成的電氣不穩(wěn)定狀態(tài)。在《DL/T596電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中對(duì)變壓器直流電阻標(biāo)準(zhǔn)有明確的要求，不同溫度下的電阻值應(yīng)換算到同一溫度下進(jìn)行比較，并按下式換算：R2=R1（T+t2/T+t1），R1、R2為在溫度t1、t2時(shí)的電阻值，T常數(shù)，銅材質(zhì)取235，鋁材質(zhì)取225。

2.2、絕緣電阻試驗(yàn)

變壓器的絕緣電阻測(cè)量，是通過(guò)兆歐表給設(shè)備通入直流電，然后通過(guò)泄漏電流值來(lái)計(jì)算設(shè)備的絕緣阻值，是檢查絕緣狀態(tài)最簡(jiǎn)便的方法。變壓器繞組屬于電容性設(shè)備，絕緣阻值是隨加壓時(shí)間的增長(zhǎng)而逐步上升并最終趨于穩(wěn)定的。當(dāng)絕緣良好時(shí)，穩(wěn)定的絕緣電阻值較高，且吸收過(guò)程相對(duì)較慢;絕緣不良或受潮時(shí)，穩(wěn)定的絕緣電阻值較低，吸收過(guò)程也相對(duì)較快。

變壓器吸收過(guò)程很長(zhǎng)，吸收比K（R60s/R15s）不能充分反映絕緣吸收的全過(guò)程。需用極化指數(shù)P（R10min/R1min）進(jìn)行判斷。K、P的規(guī)定值在《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中有明確的規(guī)定。通過(guò)絕緣電阻的測(cè)量，可發(fā)現(xiàn)變壓器整體絕緣不良以及受潮或有明顯貫穿性的導(dǎo)電通道缺陷，對(duì)變壓器絕緣狀況能有直觀的掌握。

2.3、泄漏電流測(cè)量

絕緣電阻試驗(yàn)使用的電壓等級(jí)有限，基本是1000V、2500V或5000V三個(gè)電壓等級(jí)，但變壓器的實(shí)際電壓等級(jí)更高，故尚未完全貫通的集中性缺陷通過(guò)兆歐表絕緣電阻無(wú)法測(cè)量。

泄漏電流測(cè)量是絕緣電阻測(cè)量的高電壓方式，原理相同，都是通過(guò)直流電通入設(shè)備測(cè)得泄漏電流來(lái)判斷絕緣強(qiáng)度。但泄漏電流測(cè)量使用的直流高壓發(fā)生器試驗(yàn)電壓高且能調(diào)節(jié)，測(cè)試靈敏度比兆歐表高，可以在升壓過(guò)程中逐步監(jiān)視泄漏電流的變化情況。絕緣中有集中性缺陷時(shí)，則泄漏電流在超過(guò)一定試驗(yàn)電壓時(shí)將劇烈增加，缺陷越嚴(yán)重，使泄漏電流值發(fā)生劇增的試驗(yàn)電壓值越低。

2.4、交流耐壓試驗(yàn)

變壓器的交流耐壓試驗(yàn)?zāi)苡行Оl(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的集中性缺陷，它是鑒定變壓器內(nèi)電氣絕緣強(qiáng)度最直接的方法。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作中，會(huì)在變壓器出廠或大修過(guò)程中進(jìn)行退油解體檢查回裝后為防止內(nèi)部結(jié)構(gòu)件受損或有其他異常，需在變壓器注油后進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)前必須按規(guī)程的變壓器電壓等級(jí)油靜置的一段時(shí)間才能進(jìn)行試驗(yàn)。且變壓器屬于大電容電氣設(shè)備，普通的工頻耐壓設(shè)備由于容量問(wèn)題無(wú)法達(dá)到考核電壓等級(jí)，這時(shí)便需要使用諧振耐壓儀利用變頻試驗(yàn)裝置的電感與被試品的電容串聯(lián)產(chǎn)生諧振電壓來(lái)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，達(dá)到考核電壓。

另外類似變壓器等有繞組的設(shè)備，即使通過(guò)了耐壓試驗(yàn)，也往往不能檢出匝間等缺陷，還需結(jié)合其他試驗(yàn)項(xiàng)目（局放、色譜、微水）結(jié)果綜合判斷。

2.5介質(zhì)損耗角正切值的測(cè)量

介質(zhì)損耗角正切值，即電容電損耗比例tgδ。變壓器尤其是大容量變壓器的繞組以及電容式高壓套管都屬于電容性設(shè)備。通過(guò)測(cè)量tgδ會(huì)隨緣的電流中的有功電流分量IRX增大的特性，可以反映如內(nèi)部絕緣受潮，絕緣油或其他絕緣浸漬物的裂化變質(zhì)，絕緣中有氣息發(fā)生放電等。

油浸式變壓器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，套管因?yàn)槌鼍€及末屏均可接入，可使用正接法進(jìn)行試驗(yàn)，即出線端與末屏接入儀器。對(duì)變壓器繞組來(lái)說(shuō)，測(cè)量H-L/E（L-H/E）時(shí)，另一側(cè)是直接接入地，所以要使用反接發(fā)進(jìn)行試驗(yàn)，將非被試端均應(yīng)可靠接地，且此時(shí)測(cè)量的是繞組+套管的整體tgδ。試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)與國(guó)標(biāo)或企標(biāo)試驗(yàn)規(guī)程及往年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)異常或明顯劣化趨勢(shì)時(shí)及時(shí)采取有效措施。

2.6局部放電試驗(yàn)

局部放電是指發(fā)生在電極之間但未貫通電極的放電，設(shè)備內(nèi)部存在比如在一些澆注、擠制或?qū)永@絕緣內(nèi)部容易出現(xiàn)氣隙或氣泡，在高電場(chǎng)作用下發(fā)生重復(fù)擊穿和熄滅的現(xiàn)象。對(duì)變壓器來(lái)說(shuō)，繞組匝間、層間，套管內(nèi)部以及絕緣油中的微弱氣泡氣隙在運(yùn)行中都會(huì)產(chǎn)生局部放電，正常情況下不影響變壓器運(yùn)行，但運(yùn)行中這些氣泡或氣隙持續(xù)放電，能量的累計(jì)使變壓器絕緣的介電性能逐漸劣化并，缺陷逐步擴(kuò)大，最終導(dǎo)致致絕緣擊穿、劇烈放電。

在變壓器器現(xiàn)場(chǎng)要按規(guī)程定時(shí)進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，保證變壓器電氣性能的劣化程度在掌握中。使用脈沖電流法的并聯(lián)法測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)的局放測(cè)試儀將數(shù)值顯示，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)對(duì)比。

結(jié)論

總而言之，變壓器對(duì)于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著重要意義，因此為了保證能夠達(dá)到最終目的有關(guān)人員需要通過(guò)電氣試驗(yàn)來(lái)確保變壓器能夠正常運(yùn)行，實(shí)踐也證明在眾多故障預(yù)防的檢驗(yàn)方式中，電氣試驗(yàn)是最有效的檢測(cè)方式之一。實(shí)際工作中變壓器的預(yù)防性試驗(yàn)還有包括短路阻抗測(cè)量、絕緣油微水耐壓及糠醛含量檢查、有載調(diào)壓裝置試驗(yàn)、繞組變形試驗(yàn)等。所以具體試驗(yàn)項(xiàng)目需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的需求進(jìn)行。合理合規(guī)的使用預(yù)防性試驗(yàn)作為變壓器檢查的工作，必然能為變壓器隱患排查及缺陷的處理提供有效的幫助及方向。

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