電力變壓器的電氣試驗(yàn)與繼電保護(hù)研究

唐琪 楊昊霖

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司 江蘇 鹽城 224000

引言

人們生活水平的不斷提高，社會(huì)科技的進(jìn)步，都在加大社會(huì)上的用電量，這也促使了我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。而針對(duì)很多高電壓和超高電壓的交流電和直流電輸出行為往往會(huì)對(duì)繼電保護(hù)提出較高的要求。由此可見，在電力變壓器中，繼電保護(hù)裝置的完善是至關(guān)重要的。通過機(jī)電保護(hù)裝置的完善，進(jìn)一步減少故障問題的出現(xiàn)，也為我國(guó)電網(wǎng)在今后的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

1 電力變壓器的結(jié)構(gòu)分析

一般認(rèn)為，針對(duì)當(dāng)前的用電情況，不同的人便可以結(jié)合自身的實(shí)際設(shè)備需求來選擇與之對(duì)應(yīng)的變壓器。但是從變壓器的本質(zhì)來看，卻也都是相同的，都是由線圈和磁鐵組成的。只是變壓器的內(nèi)部組件位置關(guān)系會(huì)存在差異。而針對(duì)變壓器的內(nèi)部組件位置關(guān)系差異也可以將變壓器分為兩類。其一是芯式變壓器，其二是殼式變壓器。首先從芯式變壓器來看，芯式變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)往往相對(duì)簡(jiǎn)單，且鐵的含量是比較低的，當(dāng)然所具備的功能也是比較簡(jiǎn)單的。其次從殼式變壓器來看，相對(duì)于芯式變壓器殼式變壓器要有著更為廣泛的應(yīng)用。那么在殼式變壓器的結(jié)構(gòu)組成中主要包括了以下6個(gè)方面：①器身。殼式變壓器的器身一般會(huì)由絕緣部件和鐵芯兩個(gè)方面組成，并同時(shí)包括一部分電線；②調(diào)壓裝置。殼式變壓器的調(diào)壓裝置由開關(guān)和調(diào)價(jià)部件組成；③殼式變壓器的降溫設(shè)備與油箱；④殼式變壓器保護(hù)裝置。一般認(rèn)為，針對(duì)不同設(shè)備在器件上的差異，以及使用需求的差異，保護(hù)裝置的配備也會(huì)存在差異，還需要具體問題具體分析；⑤絕緣套管；⑥鐵芯[1]。

2 電力變壓器故障以及電氣試驗(yàn)分析

2.1 電力變壓器故障問題分析

從電力變壓器的故障來看，聲音異常是最為常見的故障之一。其表現(xiàn)主要體現(xiàn)在電力變壓器實(shí)際使用的過程中，由變壓器發(fā)出不均勻的聲音。屆時(shí)，工作人員便可以判定電力變壓器出現(xiàn)了故障問題。同時(shí)，工作人員也能夠結(jié)合異常聲音來對(duì)故障的位置進(jìn)行確認(rèn)，使其在更短的時(shí)間內(nèi)解決故障問題。當(dāng)電力變壓器出現(xiàn)聲音異常故障后，電網(wǎng)大都會(huì)處在一個(gè)較高壓的狀態(tài)中，從而導(dǎo)致了電力變壓器的聲音變化。因此，就需要工作人員針對(duì)電力變壓器進(jìn)行電壓測(cè)試。期間，如果電力變壓器的電流和電壓并沒有出現(xiàn)異常問題，工作人員便可以將工作的關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到電力變壓器的內(nèi)部螺紋是否松散、變壓器斷層是否出現(xiàn)異色和異味等方面。或者是對(duì)焦電力變壓器的水管，檢查電力變壓器的水管是否出現(xiàn)了破裂，從而導(dǎo)致了水分進(jìn)入到電力變壓器中，給電力變壓器的絕緣性能造成了負(fù)面影響。此外，工作人員還需要針對(duì)電力變壓器的溫度進(jìn)行檢測(cè)。一般認(rèn)為，如果電力變壓器的溫度超過了10℃，或者是在超過10℃后仍處于不斷上升的過程中，那么工作人員便可以判定電力變壓器的內(nèi)部存在故障問題，并且很大概率是因?yàn)殡娏ψ儔浩鞯睦鋮s裝置不運(yùn)行導(dǎo)致的，工作人員便需要對(duì)電力變壓器的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，從而保證正常的降溫。

2.2 電力變壓器電氣試驗(yàn)

一般認(rèn)為，在電力變壓器的電氣試驗(yàn)中，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面，即絕緣試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)和氣體中繼試驗(yàn)。過程中，工作人員通過絕緣測(cè)試工作的展開，也能夠?yàn)楹罄m(xù)的其他測(cè)試工作夯實(shí)基礎(chǔ)，保證后續(xù)其他測(cè)試工作的安全性。之后再針對(duì)電力變壓器進(jìn)行一次測(cè)量和二次測(cè)量，把握其中的電阻情況，初步對(duì)故障問題進(jìn)行判定。但是在這一過程中，也需要工作人員始終確保電力變壓器絕緣裝置的強(qiáng)度，從而防止發(fā)生泄露和損傷。

2.3 電力變壓器絕緣油試驗(yàn)

一般認(rèn)為，變壓器的油箱內(nèi)主要是變壓器油。變壓器油在電力變壓器中的作用主要是絕緣、冷卻、測(cè)量以及針對(duì)鐵心和繞組件進(jìn)行保護(hù)，從而防止絕緣材料出現(xiàn)氧氣腐蝕問題。同時(shí)，通過電力變壓器中的絕緣油，也能夠進(jìn)一步強(qiáng)化電力變壓器內(nèi)部的絕緣功能。一般認(rèn)為，變壓器油所具有的絕緣強(qiáng)度是要明顯高于空氣的絕緣強(qiáng)度的，從而針對(duì)電力變壓器內(nèi)部每個(gè)方面的絕緣強(qiáng)度都能夠達(dá)到提升作用。

2.4 電力變壓器絕緣電阻檢測(cè)

與其他的預(yù)防試驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)比，絕緣電阻的測(cè)量是最為簡(jiǎn)單也是最為方便的。通過絕緣電阻的測(cè)量能夠進(jìn)一步把握電力變壓器中的絕熱度、過熱程度、老化程度以及水分程度。同時(shí)，通過電力變壓器中的直流電阻也能夠在依托于導(dǎo)線和繞組內(nèi)電線的基礎(chǔ)上開展檢測(cè)工作。

2.5 電力變壓器交流耐壓試驗(yàn)

在電力變壓器交流耐壓試驗(yàn)的過程中，工作人員首先需要在具體的規(guī)則指導(dǎo)下進(jìn)行布線操作，以此來提高布線的安全性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，工作人員也需要針對(duì)布線問題進(jìn)行詳細(xì)且綜合性的檢查，以此來保證控制箱內(nèi)電壓調(diào)整器的規(guī)范性，使其位于零的位置。過程中，工作人員也需要準(zhǔn)確把控變壓器的旋轉(zhuǎn)速度。之后，再結(jié)束了電力變壓器的試驗(yàn)工作后，再借助高壓電測(cè)量?jī)x來對(duì)電壓進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，以及保證電源能夠迅速斷電。最后，工作人員還需要在控制箱和電源變壓器的引入線中進(jìn)行及時(shí)解凍處理，從而更有效地消除其中存在的安全隱患[2]。

3 變壓器繼電保護(hù)的基本要求

3.1 選擇性

一般認(rèn)為，在電力變壓器的內(nèi)部如果出現(xiàn)了電路短路問題，就需要工作人員及時(shí)對(duì)繼電器保護(hù)裝置的故障部分進(jìn)行切斷，防止故障的擴(kuò)散。

3.2 速動(dòng)性

針對(duì)電力變壓器繼電器保護(hù)裝置，電力企業(yè)和工作人員需要保證有著較快的出口速度，以此來在實(shí)際發(fā)生故障問題后，對(duì)其及時(shí)處理，從而降低維護(hù)工作的時(shí)間成本以及工作量，并同時(shí)減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。一般認(rèn)為，如果電力變壓器處于高電流運(yùn)行或者是低壓運(yùn)行的過程中，往往會(huì)對(duì)電力變壓器的壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，如果母線的電壓值低于有效值，或者是發(fā)電機(jī)、變壓器的內(nèi)部部件出現(xiàn)了損壞問題，也會(huì)直接對(duì)通信系統(tǒng)造成干擾。屆時(shí)，就需要保證繼電器裝置的出口速度了，從而有效降低由于故障問題帶來的負(fù)面影響。

3.3 可靠性

一般認(rèn)為，可靠性是繼電器保護(hù)裝置運(yùn)行的基礎(chǔ)。在電力變壓器中如果出現(xiàn)了故障問題，處于繼電器裝置保護(hù)范圍的設(shè)備便能夠及時(shí)切斷線路，從而對(duì)故障的發(fā)生范圍進(jìn)行控制，防止故障的擴(kuò)大。

4 電力變壓器的繼電保護(hù)措施

4.1 差動(dòng)保護(hù)

一般認(rèn)為，電力變壓器繼電保護(hù)措施中的差動(dòng)保護(hù)主要是針對(duì)電力變壓器的實(shí)際高電壓和低電壓電流問題來對(duì)電力變壓器的出口線進(jìn)行保護(hù)，以及對(duì)絕緣管道進(jìn)行保護(hù)，達(dá)到電力變壓器旋轉(zhuǎn)保護(hù)的效果。

一般認(rèn)為，在電力變壓器正常動(dòng)作的過程中，差動(dòng)繼電器的電流和雙方變壓器的第二次電流之間是不存在差異問題的。無(wú)論是差動(dòng)繼電器，還是繼電器保護(hù)都不會(huì)啟動(dòng)。而如果出現(xiàn)故障后，但是故障的段落不是繼電器電流異常導(dǎo)致的，那么繼電器則會(huì)針對(duì)故障的設(shè)備進(jìn)行切斷，避免聯(lián)系。但如果是變壓器的兩邊都出現(xiàn)了斷路器問題，則會(huì)針對(duì)故障問題來發(fā)出操作信號(hào)，從而精準(zhǔn)對(duì)焦故障問題，把握故障問題的類型、位置和成因，加速故障問題的解決，更好地保障其他電氣設(shè)備的運(yùn)行，避免造成更為嚴(yán)重的安全問題。

4.2 過電流保護(hù)

一般認(rèn)為，電力變壓器中的過電流保護(hù)主要是針對(duì)企業(yè)和輔助靜態(tài)保護(hù)來進(jìn)行的預(yù)備保護(hù)。在過電流保護(hù)的過程中，能夠更有效地對(duì)焦段落外部位置的過度電流問題。并結(jié)合其中存在的差異情況來選擇與之對(duì)應(yīng)的保護(hù)方法。同時(shí)，結(jié)合變壓器的實(shí)際情況，也能夠進(jìn)一步優(yōu)化變壓器的靈敏度和選擇性。此外，在過電流保護(hù)中，也需要對(duì)激勵(lì)磁鐵保護(hù)進(jìn)行應(yīng)用，以此來防止出現(xiàn)磁鐵過電流問題，避免電力變壓器的絕緣惡化，進(jìn)一步延長(zhǎng)電力變壓器的使用壽命[3]。

5 電力變壓器電氣試驗(yàn)的優(yōu)化處理措施

5.1 全方位提高變壓器電氣試驗(yàn)的水平

一般認(rèn)為，在電力企業(yè)運(yùn)行的過程中，電氣試驗(yàn)是十分重要的一項(xiàng)工作。但是針對(duì)我國(guó)目前電力企業(yè)電氣試驗(yàn)的是情況而言，首先工作仍是要進(jìn)一步提高電氣試驗(yàn)的水平和效果，確保電氣試驗(yàn)工作的展開能夠切實(shí)達(dá)到預(yù)期中的電氣試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。同時(shí)，針對(duì)電氣試驗(yàn)的工作人員，在開展電氣試驗(yàn)工作時(shí)，也需要不斷豐富自身的方法，以及豐富自身的知識(shí)儲(chǔ)備，掌握包括超聲波法、脈沖電流法等多種變壓器的故障檢測(cè)技術(shù)。同時(shí)，在針對(duì)各項(xiàng)技術(shù)手段時(shí)，電氣試驗(yàn)工作人員還需要樹立辯證思維，能夠清晰地認(rèn)識(shí)到不同方法的適用性與優(yōu)缺點(diǎn)，以此來結(jié)合當(dāng)下的實(shí)際情況和實(shí)際需求選擇最為正確的方法。例如，相對(duì)于超聲波方法，脈沖電流方法雖然能夠更好地應(yīng)對(duì)一些突發(fā)性的問題，但是卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。因此，就需要電氣試驗(yàn)的工作人員結(jié)合情況來選擇方法。此外，在電氣試驗(yàn)工作人員進(jìn)行實(shí)際的電氣試驗(yàn)操作時(shí)，也需要樹立標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)和規(guī)范意識(shí)，要能夠明確電氣試驗(yàn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和流程，針對(duì)電壓、電流等問題進(jìn)行控制，針對(duì)電氣試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行控制。同時(shí)，在電氣試驗(yàn)的過程中，工作人員還需要切實(shí)把握好變壓器的實(shí)時(shí)狀態(tài)，保證試驗(yàn)監(jiān)督工作的落實(shí)，能夠真正發(fā)揮出作用，從而在此基礎(chǔ)上來提高我國(guó)變壓器電氣試驗(yàn)的水平。

5.2 加速觀念意識(shí)革新，完善變壓器的日常維護(hù)

在電力系統(tǒng)變壓器電氣試驗(yàn)的過程中，企業(yè)和工作人員還需要加速自身的觀念意識(shí)革新。在針對(duì)變壓器設(shè)備問題時(shí)，不僅僅是要做好變壓器的安裝、變壓器的維修，更要做好變壓器的日常檢查。變壓器的日常檢查是故障問題早發(fā)現(xiàn)、早反饋、早處理的關(guān)鍵。在日常檢查的基礎(chǔ)上，也能夠幫助企業(yè)和工作人員對(duì)焦當(dāng)下變壓器的真實(shí)狀態(tài)，從而完善后續(xù)的變壓器管理方案。過程中，企業(yè)和工作人員首先是需要針對(duì)變壓器油的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行日常的維護(hù)與檢查；其次則是需要對(duì)焦變壓器的散熱器問題，對(duì)散熱器的清潔度進(jìn)行檢查。包括觀察散熱器中是否存在污垢問題、是否存在淤泥問題、是否存在銹漬問題，避免散熱器清潔問題對(duì)散熱器散熱效果的影響，以及針對(duì)散熱器的清潔問題，做好清理維護(hù)。

5.3 明確人員主體作用，強(qiáng)化試驗(yàn)人員的培訓(xùn)教育

在電力系統(tǒng)變壓器電氣試驗(yàn)的過程中，電氣試驗(yàn)工作人員是至關(guān)重要的。電氣試驗(yàn)工作人員所能夠發(fā)揮的作用是主體作用。因此，就需要電力企業(yè)進(jìn)一步提高自身的人才意識(shí)，完善人員的管理工作。工程中，尤其是針對(duì)當(dāng)前電力領(lǐng)域不斷發(fā)展的局面，應(yīng)當(dāng)組織工作人員參加一些電力設(shè)備的發(fā)布會(huì)，了解一線的電力知識(shí)和電力技術(shù)，并在企業(yè)的內(nèi)部同步進(jìn)行培訓(xùn)[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)電力事業(yè)不斷的發(fā)展的過程中，如何保證用電的穩(wěn)定性和安全性是首先要解決的問題。對(duì)此，就需要電力企業(yè)做好電力變壓器的電氣試驗(yàn)工作和繼電保護(hù)工作，減少故障問題的發(fā)生，保證用電的安全性。