高壓試驗(yàn)中變壓器試驗(yàn)存在的問(wèn)題及措施

胡寶

（廣西送變電建設(shè)有限責(zé)任公司廣西南寧530031）

高壓試驗(yàn)中變壓器試驗(yàn)存在的問(wèn)題及措施

胡寶

（廣西送變電建設(shè)有限責(zé)任公司廣西南寧530031）

變壓器在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中占據(jù)十分重要的作用，直接影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。為了確保電氣設(shè)備的安全可靠，電力網(wǎng)絡(luò)在投入運(yùn)行和維修前后都要進(jìn)行高壓試驗(yàn)，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行性能與安全檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題排除隱患。本文從整體性工作出發(fā)闡述了常見的變壓器高壓試驗(yàn)的主要內(nèi)容，分析了溫度、升壓速度、電壓極性等因素對(duì)變壓器高壓試驗(yàn)的影響，并提出了一些見解與措施，以供參考。

高壓試驗(yàn)；變壓器試驗(yàn)；處理方法；電力網(wǎng)絡(luò)

1 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人們生活生產(chǎn)對(duì)電能需求不斷增大，電力系統(tǒng)地位不斷提升。而變壓器作為電力傳輸?shù)暮诵模溥\(yùn)行狀況是否穩(wěn)定直接決定了電網(wǎng)運(yùn)行是否安全，因而加強(qiáng)變壓器的監(jiān)測(cè)至關(guān)重要[1]。變壓器試驗(yàn)是為了在檢修時(shí)確定變壓器是否存在故障，并及時(shí)才去有效措施排除故障消除隱患，保證電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)正常運(yùn)行，提高供電質(zhì)量，保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康快速發(fā)展，本文針對(duì)高壓試驗(yàn)中變壓器試驗(yàn)存在的問(wèn)題及處理方法進(jìn)行具體闡述

2 變壓器高壓試驗(yàn)內(nèi)容

眾所周知，電力網(wǎng)絡(luò)在投入運(yùn)行和維修前后都會(huì)進(jìn)行全面高壓試驗(yàn)，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行性能與安全檢測(cè)，確保電力網(wǎng)絡(luò)和變壓器運(yùn)行安全穩(wěn)定。常見的變壓器高壓試驗(yàn)包括高壓空載試驗(yàn)、高壓變比試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)這三類[2]。

變壓器空載試驗(yàn)參考變壓器技術(shù)參數(shù)，通過(guò)電流變化狀況、電壓波動(dòng)規(guī)律來(lái)確定變壓器是否符合設(shè)計(jì)和實(shí)際需求，以及判別變壓器與運(yùn)行是否存在故障和隱患。變壓器高壓變壓試驗(yàn)主要通過(guò)計(jì)算變壓過(guò)程中變壓器的輸出電壓變化值與變壓器性能參數(shù)進(jìn)行比較，來(lái)表征變壓器性能和誤差，確定系統(tǒng)和線圈中的問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)來(lái)保障變壓器在電力網(wǎng)絡(luò)中的安全穩(wěn)定運(yùn)行。變壓器絕緣電阻試驗(yàn)除了驗(yàn)證變壓器絕緣電阻的性能還可檢驗(yàn)線圈的絕緣性，鐵芯接地是否存在問(wèn)題，可以快速確定變壓器故障位置，提高效率。在進(jìn)行絕緣試驗(yàn)前：①要保證所處環(huán)境溫度合適，若溫度過(guò)高或過(guò)低可耐心等待溫度穩(wěn)定；②確保變壓器非測(cè)量線圈實(shí)現(xiàn)有效接地。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，用精準(zhǔn)儀器進(jìn)一步進(jìn)行測(cè)量分析，準(zhǔn)確找到故障位置，為后續(xù)維護(hù)做準(zhǔn)備。

3 變壓器高壓試驗(yàn)存在的問(wèn)題和解決措施

3.1 溫度對(duì)絕緣電阻的影響及解決措施

變壓器的高壓試驗(yàn)中絕緣性能測(cè)試時(shí)，溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果影響很大，因此要采取相應(yīng)措施將影響程度降到最低。研究發(fā)現(xiàn)，絕緣電阻受溫度變化影響非常大，一般情況下絕緣電阻阻值隨溫度上升而減小。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：①高壓試驗(yàn)中溫度較高導(dǎo)致絕緣介質(zhì)中分子、離子變化運(yùn)動(dòng)加快，使設(shè)備點(diǎn)到性能加強(qiáng)，導(dǎo)致了絕緣電阻阻值的不斷降低[3]；②在高壓環(huán)境下的絕緣試驗(yàn)中，唯獨(dú)不斷升高會(huì)造成設(shè)備的絕緣層附著的雜質(zhì)溶解，也導(dǎo)致變壓器設(shè)備的電阻阻值降低更加明顯。

因此在進(jìn)行絕緣試驗(yàn)時(shí)，要對(duì)溫度進(jìn)行適當(dāng)處理，保證實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定在一定溫度范圍內(nèi)；注意保證設(shè)備絕緣介質(zhì)及其表面干凈無(wú)雜質(zhì)，從而保證試驗(yàn)的科學(xué)準(zhǔn)確，保障變壓器在電力系統(tǒng)工作運(yùn)行中的安全與穩(wěn)定。

3.2 升壓速率對(duì)泄漏電流的影響及解決措施

理論上，泄漏電流與升壓速率沒(méi)有任何聯(lián)系，但實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)測(cè)量可發(fā)現(xiàn)，二者之間存在一定聯(lián)系。用微安表對(duì)電流進(jìn)行測(cè)量即可進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)微安表示數(shù)與泄漏電流的數(shù)值存在較大偏差，微安表測(cè)量的結(jié)果不是真實(shí)泄露電流，還包括微量的吸附電流。而且，升壓速率的快慢也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果偏差的大小，尤其是對(duì)一些電力系統(tǒng)中容量比較大的變壓器來(lái)說(shuō)影響更大。因此，進(jìn)行高壓試驗(yàn)中變壓器絕緣試驗(yàn)時(shí)，通常在一定的升壓時(shí)間段之后進(jìn)行微安表讀數(shù)。有時(shí)，工作人員沒(méi)有耐心，升壓速度較快，或是沒(méi)等夠充足的時(shí)間就進(jìn)行讀數(shù)，這樣最后結(jié)果中會(huì)包括吸收電流，使得測(cè)量結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性。

針對(duì)此問(wèn)題最有效的措施就是，工作人員在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)掌握技巧方法，嚴(yán)格控制升壓速率，耐心等待后進(jìn)行測(cè)量，以防吸收電流影響泄漏電流數(shù)值的準(zhǔn)確性。

3.3 電壓極性對(duì)變壓器的影響及解決措施

在變壓器高壓絕緣試驗(yàn)中，電壓極性的變化對(duì)高壓絕緣測(cè)試中泄露電流產(chǎn)生很大影響。變壓器絕緣受潮通常是從設(shè)備外部開始的。若變壓器在工作過(guò)程中，相關(guān)設(shè)備絕緣層受潮，根據(jù)電滲現(xiàn)象分析可知，設(shè)備的絕緣層發(fā)生水解作用產(chǎn)生較多的正電荷，當(dāng)變壓器繞組增加正極性電壓時(shí)，絕緣層附著的帶正電荷的分子會(huì)受到排斥向變壓器外部滲透，變壓器內(nèi)部泄漏電流減小。反之，若變壓器繞組增加負(fù)極性電壓時(shí)，變壓器內(nèi)部帶正電荷的水分子會(huì)向變壓器繞阻方向移動(dòng)，滲透過(guò)絕緣表皮，增加設(shè)備的泄漏電流值[4]。

不難發(fā)現(xiàn)，絕緣受潮現(xiàn)象經(jīng)常在一些老舊的變壓設(shè)備中出現(xiàn)，我們首先要采取有效措施加強(qiáng)設(shè)備防潮控制，比如保證通風(fēng)環(huán)境，降低電壓極性對(duì)高壓實(shí)驗(yàn)中泄漏電流的影響，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.4 鐵芯接地對(duì)高壓試驗(yàn)變壓器過(guò)程的影響及解決措施

鐵芯的接地情況會(huì)對(duì)高壓絕緣試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大影響，嚴(yán)重時(shí)將威脅整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行[5]。因?yàn)槿粑磳?duì)鐵芯接地問(wèn)題進(jìn)行合理處理，將會(huì)出現(xiàn)程度不一的電容問(wèn)題，變壓器設(shè)備中鐵芯的抗容增加，進(jìn)而設(shè)備的鐵芯電壓增大，從而影響整個(gè)變壓器絕緣試驗(yàn)。除此之外，鐵芯接地問(wèn)題還會(huì)對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生影響。比如，進(jìn)行變壓器高壓絕緣測(cè)試時(shí)，設(shè)備的鐵芯未能有效接地，若試驗(yàn)過(guò)程中電壓升高，會(huì)導(dǎo)致變壓器設(shè)備電壓升高，從而泄漏電流的測(cè)量結(jié)果變大；進(jìn)行變壓器電阻進(jìn)行高壓測(cè)試時(shí)，若鐵芯未能實(shí)現(xiàn)有效的接地，會(huì)導(dǎo)致變壓器設(shè)備絕緣電阻阻值增大；同時(shí)，在高壓測(cè)試時(shí)，鐵芯未實(shí)現(xiàn)有效接地，容易導(dǎo)致變壓器設(shè)備的吸收比降低。

總而言之，對(duì)變壓器設(shè)備進(jìn)行絕緣測(cè)試時(shí)，要重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備鐵芯的接地問(wèn)題。進(jìn)行高壓試驗(yàn)時(shí)，務(wù)必保證相關(guān)設(shè)備鐵芯實(shí)現(xiàn)有效接地，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行。

4 變壓器故障案例分析

廣西省某電力公司購(gòu)置一批變壓器設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，返廠維修之后故障問(wèn)題仍未得到解決，反而又出現(xiàn)了與上次相同的故障問(wèn)題，兩次故障問(wèn)題均是：變壓器高壓顯示儀出現(xiàn)異常，不能對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中電壓升高數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但是能夠正常輸出電壓，電壓表和線路連接沒(méi)有異常情況出現(xiàn)。經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查變壓器控制箱內(nèi)的控制回路和導(dǎo)線連接情況，發(fā)現(xiàn)均正常，無(wú)故障出現(xiàn)。為了準(zhǔn)確找到變壓器發(fā)生故障的原因，對(duì)變壓器進(jìn)行高壓試驗(yàn)檢查，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障原因進(jìn)行深入分析。查閱相關(guān)資料得知高壓試驗(yàn)變壓器通常是由三個(gè)同心的原邊線圈、儀表專用線圈和高壓輸出線圈共同組成。正常運(yùn)行情況下，高壓變壓器的原邊線圈與高壓輸出線圈存在一定的比例關(guān)系，且原邊線圈匝數(shù)要遠(yuǎn)小于高壓輸出線圈匝數(shù)，通過(guò)儀表即可正常讀取升壓數(shù)值。將存在故障問(wèn)題的電力設(shè)備高壓變壓器拆開后檢查發(fā)現(xiàn)，該批次變壓器的原邊線圈和高壓輸出線圈無(wú)異常，但內(nèi)部的儀表專用線圈明顯過(guò)熱，由此判斷是儀表專用線圈被燒毀導(dǎo)致的故障。進(jìn)而檢查變壓器的儀表專用線圈果然被燒毀，分析原因是導(dǎo)線線芯橫截面積小，負(fù)載能力差，升壓過(guò)程中泄漏電流較大，從而導(dǎo)致儀表專用線圈被燒毀。而設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中線圈的橫截面積已經(jīng)固定，很難進(jìn)行更改，因而兩次返廠維修之后故障也沒(méi)能徹底解決。解決該故障的有效措施就是及時(shí)以橫截面積大、負(fù)載能力較強(qiáng)的漆包線替換燒毀的導(dǎo)線，并根據(jù)儀表專用線圈測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行裝配。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高壓狀態(tài)下，變壓器測(cè)試會(huì)受到溫度、升壓速率、電壓極性鐵芯接地問(wèn)題等因素影響，稍有疏忽，就會(huì)無(wú)法保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠性，直接威脅電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，造成經(jīng)濟(jì)損失。我們要對(duì)變壓器試驗(yàn)的重要性和關(guān)鍵性給予高度重視，針對(duì)各類影響因素采取對(duì)應(yīng)處理方法，提高變壓器高壓試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性與穩(wěn)定性，以確保提高電力設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行，進(jìn)而為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行打下技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)基礎(chǔ)。

[1]張海斌.談高壓試驗(yàn)中變壓器試驗(yàn)存在的問(wèn)題和處理[J].電力電子，2013（4）：58～59.

[2]楊長(zhǎng)雪.高壓試驗(yàn)中變壓器試驗(yàn)問(wèn)題及故障處理方法[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2012（6）：137～138.

[3]施建華，金海敏.淺析變壓器試驗(yàn)問(wèn)題與故障處理[J].廣東科技，2011（20）：33～34.

[4]王延安，肖登明，李佑淮.大功率高頻高壓變壓器的試驗(yàn)及故障分析[J].高電壓技術(shù)，2009（05）：96.

[5]金晶，壽祝義，陸珂.電力變壓器鐵心接地故障的診斷與處理[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010（36）：84.

TM406

A

1004-7344（2016）28-0133-02

2016-9-23

胡寶（1989-），男，助理工程師，本科，主要從事高壓電氣試驗(yàn)工作。