林屯水庫樞紐翻水站配電變壓器預(yù)防性試驗(yàn)方法對(duì)比分析

劉 斌

（安徽界首市水利水電建筑安裝有限公司 界首 236505）

1 概況

林屯水庫樞紐翻水站位于安徽省宿州市碭山縣境內(nèi)林屯村北側(cè)黃河故道處，是林屯水庫樞紐組成部分。水庫設(shè)計(jì)等級(jí)為?。?）型，總庫容924 萬m3。泵站設(shè)計(jì)流量7.2m3/s，設(shè)4 臺(tái)機(jī)組，單機(jī)功率為220kW，總裝機(jī)容量880kW。本站采用軸流泵，泵室布置在內(nèi)河側(cè)。自上游開始，主要建筑物依次為：上游防沖槽—上游護(hù)底—鋪蓋—閘室—泵室—消力池—海漫—下游防沖槽，各建筑物位于同一縱軸線上。變電站及管理所位于內(nèi)河側(cè)泵室上方。

2 絕緣電阻不同測(cè)量方法與結(jié)論差異

2.1 配電變壓器絕緣電阻測(cè)量方法與結(jié)論

（1）慣用法。測(cè)量時(shí)，將被試?yán)@組短接后接絕緣電阻表的L 端子，非被試?yán)@組短接后與外殼共同接接地端子E。這種接線可測(cè)出被試?yán)@組與非被試?yán)@組及外殼間的絕緣狀況，還可避免剩余電荷的影響。

（2）外殼屏蔽法。測(cè)量時(shí)，將高壓繞組短接后接絕緣電阻表的L 端子，低壓繞組短接后接接地端子E，外殼接屏蔽端子G。這種接線可測(cè)出高、低壓繞組間的絕緣狀況，并可消除高低繞組套管表面泄漏電流的影響。但不能測(cè)出繞組對(duì)外殼的絕緣電阻。

（3）套管屏蔽法。測(cè)量時(shí)，將高壓繞組短接后接絕緣電阻表的L 端子，高壓繞組的套管上加裝的屏蔽環(huán)接端子G，低壓繞組接接地端子E 或低壓繞組與外殼共同接接地端子E，這種接線可消除高壓套管表面泄漏電流的影響。

2.2 配電變壓器絕緣電阻測(cè)量

嚴(yán)格按測(cè)量要求，正確選擇絕緣電阻表的測(cè)量狀態(tài)、連接儀表端子與被測(cè)端，可按照表1 的測(cè)量部位逐項(xiàng)進(jìn)行測(cè)量。

表1 測(cè)量部位表

2.3 應(yīng)注意的問題

（1）高壓測(cè)試連接線應(yīng)盡量保持懸空，以保證測(cè)量結(jié)果的可靠性。

（2）測(cè)量絕緣電阻時(shí)，首先要將絕緣電阻表調(diào)整水平，在不連接試品的情況下使絕緣電阻表的電源接通，其表指示應(yīng)調(diào)整到∞，測(cè)量電纜接入時(shí)，絕緣電阻表指示應(yīng)無明顯差異。

（3）正確使用絕緣電阻表的三個(gè)端子，待絕緣電阻表處于額定電壓后再接通線路，與此同時(shí)開始計(jì)時(shí)，手動(dòng)絕緣電阻表的手柄轉(zhuǎn)速要均勻，位置在120r/min 左右。

（4）在空氣環(huán)境溫度計(jì)相對(duì)濕度較高、外絕緣表面泄露電流嚴(yán)重的情況下，應(yīng)采用上述第（2）（3）中的測(cè)量方法，使用絕緣電阻表的屏蔽端子使外絕緣表面屏蔽，且試驗(yàn)時(shí)應(yīng)記錄環(huán)境溫度。

（5）在慣用法測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)超出規(guī)程時(shí)，應(yīng)結(jié)合設(shè)備工況變更試驗(yàn)方法，不可盲目結(jié)論。

由表2 可知，在相同參照接線方式、相同接線組別下，不同測(cè)量方法，數(shù)據(jù)存在差異，慣用法由于未對(duì)外殼及套管進(jìn)行屏蔽處理，其測(cè)試數(shù)值相對(duì)較小，如遇套管或泄露電流較大情況，易造成誤判，其他兩種方法，誤判率相對(duì)較低。

表2 林屯水庫翻水站配電變壓器絕緣電阻不同測(cè)量方法對(duì)比表

3 介質(zhì)損耗因數(shù)的測(cè)量方法

變壓器的介質(zhì)損耗一般是指磁介質(zhì)損耗。主要包括磁滯損耗、渦流損耗。變壓器工作時(shí)，二次側(cè)和一次側(cè)流過的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)是抵消的。抵消后剩下的磁場(chǎng)大致應(yīng)該等于空載時(shí)（二次電流為零時(shí)）的磁場(chǎng)（假設(shè)忽略電阻和漏磁）。理想的情況，空載電流應(yīng)該是比電壓滯后90°，是“無功”的。但是有了“磁滯回線”損耗，這個(gè)滯后就不夠90°了。這個(gè)滯后角的余角δ 就可以代表磁滯損耗的大?。粶u流損耗也是基于感生電動(dòng)勢(shì)和磁化電流之間相位差不等于90°而產(chǎn)生了“有功”的成分造成。

另測(cè)量套管介質(zhì)損耗因數(shù)及電容值時(shí)應(yīng)選擇測(cè)量?jī)x器的“正接法”，測(cè)量變壓器本身介質(zhì)損耗因數(shù)及電容值時(shí)選擇測(cè)試儀器的“反接法”。

3.1 正接法

測(cè)量配電變壓器介質(zhì)損耗因數(shù)的正確接線如圖1所示。

圖1 絕緣電阻表采用屏蔽法時(shí)的接線圖

這種接線測(cè)出的是被試?yán)@組與非試?yán)@組及地間的介質(zhì)損耗因數(shù)，根據(jù)其數(shù)值大小， 可判斷其絕緣狀況。分析表明，若被試?yán)@組不短接如圖2（b）所示，會(huì)造成測(cè)量結(jié)果偏大，可能導(dǎo)致誤判斷。若將繞組兩端短接后再加壓試驗(yàn)時(shí)，則由于電容電流在電感繞組內(nèi)方向相反，產(chǎn)生互相抵消的磁通，即L 值極小，將不致產(chǎn)生太大誤差。

3.2 反接法

由于QS1 電橋有正、反接線方式，通常選用圖2（a）測(cè)配電變壓器所損耗因數(shù)的接線反接線的接線，它不僅可測(cè)出繞組間的介質(zhì)損耗因數(shù)，也能測(cè)出繞組對(duì)地的介質(zhì)損耗因數(shù)。

圖2 測(cè)配電變壓器所損耗因數(shù)的接線圖

對(duì)于電容量及介損不同測(cè)量采用反接線，其接線試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，但是電容量偏大，不具備參考價(jià)值，介損值相比較于正接線存在較大偏差，因此，在反接線試驗(yàn)結(jié)果異常時(shí)，應(yīng)首先考慮接線是否正確，宜采用正接線再次進(jìn)行試驗(yàn)。

3.3 應(yīng)注意的問題

（1）測(cè)量電源的頻率應(yīng)為額定頻率，其偏差不大于±5%；電壓波形應(yīng)為正弦波，測(cè)量時(shí)應(yīng)注意非正弦的高次諧波分量對(duì)介質(zhì)損耗因數(shù)及電容測(cè)量值的影響。

（2）當(dāng)對(duì)電壓絕緣性能產(chǎn)生懷疑時(shí)，可在不同電壓下測(cè)量其介質(zhì)損耗因數(shù)；良好絕緣的變壓器當(dāng)電壓升高時(shí)，介質(zhì)損耗因數(shù)不變或略有升高。

4 配電變壓器交流耐壓試驗(yàn)方法

4.1 采用串聯(lián)諧振接線

配電變壓器所需的測(cè)試電壓和測(cè)試容量可能較高，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試變壓器的輸出電壓和輸出容量不能滿足試驗(yàn)要求時(shí)，可采用串聯(lián)諧振接線。

即被測(cè)配電變壓器的被測(cè)繞組上所獲得的電壓為勵(lì)磁電壓的Q 倍，換言之，利用額定電壓較低的試驗(yàn)變壓器，可以得到較高的輸出電壓。由于輸入功率P=IUcos?，諧振時(shí)，負(fù)荷為純電阻性的，即cos?=1，故P=IU。而加在被試變壓器被試?yán)@組上的容量Ps 是施加的電壓Uc 和電流的乘積，即

可見，被試?yán)@組上得到的容量為試驗(yàn)變壓器容量的Q 倍，換言之，用小容量的試驗(yàn)變壓器可對(duì)大容量的配電變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。這種方法也稱為減容耐壓法，已在實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用。

4.2 交流耐壓試驗(yàn)正確接線

配電變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)被試?yán)@組短接后加壓，非被試?yán)@組短接后接地。該接線測(cè)量的是配電變壓器高、低壓繞組間主絕緣的絕緣水平。

4.3 應(yīng)注意的問題

（1）被試?yán)@組與非被試?yán)@組均不短接。換言之，若繞組首端A 施加試驗(yàn)電壓，則末端X 出現(xiàn)的電壓已超過了試驗(yàn)電壓，則可能導(dǎo)致末端絕緣損壞。

（2）被試?yán)@組與非被試?yán)@組均短接，但非被試?yán)@組不接地。由于繞組間的電容將試驗(yàn)電壓傳遞到非被試?yán)@組，在非被試?yán)@組上產(chǎn)生懸浮電位，該電位若大于非被試?yán)@組與地間的絕緣水平，可導(dǎo)致絕緣損壞。

（3）外施耐壓測(cè)試的頻率應(yīng)不低于80%額定頻率，最好在45 ～55Hz 之間；其電壓波形應(yīng)接近正弦。

（4）測(cè)試變壓器從不大于規(guī)定試驗(yàn)值的1/3 的電壓開始，并與測(cè)量相配合盡快增加到測(cè)試值，維持其電壓恒定，持續(xù)60s；測(cè)試結(jié)束，應(yīng)將電壓迅速降低到測(cè)試值的1/3 以下，然后切斷電源。

（5）另需注意測(cè)試用變壓器再測(cè)試電壓下的穩(wěn)態(tài)短路電流值應(yīng)不小于0.1A。

5 結(jié)語

由以上分析可知，配電變壓器預(yù)防性試驗(yàn)，其測(cè)試方法（接線）不同，所得到的結(jié)果有一定差異，正確判定結(jié)果，關(guān)系到配電變壓器使用壽命，必須認(rèn)真對(duì)待