施升

[摘 要]電力變壓器屬于電力系統(tǒng)中一個(gè)最基本的電氣設(shè)備，而電氣試驗(yàn)是使變壓器順利運(yùn)行的一項(xiàng)積極有效的措施。本文首先分析了電力變壓器高壓試驗(yàn)影響因素，然后介紹了電力變壓器高壓試驗(yàn)的內(nèi)容及方法。

[關(guān)鍵詞]電力變壓器；高壓試驗(yàn)；設(shè)計(jì)

當(dāng)前，具有多種檢測(cè)方法來(lái)試驗(yàn)變壓器的性能水平，其中比較常見的試驗(yàn)方法拉、合閘方法，該種方法主要操作內(nèi)容是，對(duì)變壓器進(jìn)行拉、合閘反復(fù)操作，通過(guò)觀察變壓器的反應(yīng)來(lái)判斷其性能。如果變壓器工作時(shí)的電壓值明顯高于其額定電壓，則可是為存在故障。任何試驗(yàn)都需要良好的過(guò)程控制，因此要特別關(guān)心試驗(yàn)現(xiàn)象變化情況。

一、電力變壓器高壓試驗(yàn)影響因素分析

1.濕度和溫度

溫度對(duì)試驗(yàn)的影響主要來(lái)自變壓器的材料對(duì)溫度的敏感度。由于變壓器的材料是絕緣性的，溫度越高絕緣性能就越差，導(dǎo)致絕緣電阻阻值降低。其原理如下：

（1）水分溶解。絕緣電阻中存在的水分將伴隨著溫度的升高而溶解電阻內(nèi)部物質(zhì)使其電阻變小。

（2）分子和離子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。溫度的影響是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的主要原因之一，分子運(yùn)動(dòng)隨著溫度的升高而變高。同樣作為微觀角度的離子，在絕緣電阻中也會(huì)隨著溫度的升高而運(yùn)動(dòng)加快，電阻極性增大，阻值降低。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性會(huì)受到空氣的濕度的影響。一般測(cè)量的數(shù)據(jù)是需要經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)驗(yàn)，拿出數(shù)據(jù)同標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)級(jí)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、比較，若是空氣的濕度越大，其測(cè)量的結(jié)果就會(huì)變得越不準(zhǔn)確，所以濕度也是影響高壓試驗(yàn)的一個(gè)主要原因之一。

2.升壓速度

泄漏電流是受潮后通過(guò)的電流，泄漏電流的產(chǎn)生是與空氣溫度、電壓、濕度、絕緣子表面的雜質(zhì)等共同作用的結(jié)果。那么，升壓速度到底對(duì)泄漏電流有沒有影響？實(shí)際上，升壓速度對(duì)泄漏電流是有一定影響的。經(jīng)過(guò)大量的測(cè)量研究表明，泄漏電流的實(shí)際測(cè)量在升壓速度的影響下和理論值會(huì)有一定的差別，尤其是在大容量的變壓器中，這種差別會(huì)更加明顯。

二、電力變壓器高壓試驗(yàn)的內(nèi)容

1.絕緣電阻的測(cè)量

在電力變壓器高壓試驗(yàn)中，絕緣電阻的測(cè)量是最為方便、簡(jiǎn)單的預(yù)防性試驗(yàn)。在變壓器的絕緣電阻的測(cè)量中，過(guò)熱老化程度、絕緣的整體受潮程度、污穢情況等都可以同絕緣電阻的大小反映出來(lái)。以1臺(tái)高壓測(cè)電壓110KV、容量31500KVA變壓器的絕緣電阻測(cè)量為例，絕緣的吸收比與溫度變化有著密切的聯(lián)系，當(dāng)溫度達(dá)到35℃以上時(shí)，干燥絕緣的吸收比達(dá)到極限后開始下降，而受潮絕緣的吸收比則會(huì)發(fā)生不規(guī)則的變化情況。因此，在變壓器的絕緣電阻測(cè)量中，一定要合理控制實(shí)驗(yàn)室的溫度，以保證絕緣吸收比實(shí)測(cè)值的真實(shí)性。

2.局部放電試驗(yàn)

電力變壓器的局部放電試驗(yàn)室常見的“非破壞性”試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)方法主要有：（1）以工頻耐壓作為預(yù)激磁電壓，降至局部放電試驗(yàn)電壓，持續(xù)時(shí)間10～15min后，測(cè)量局部放電；（2）以模擬運(yùn)行中的過(guò)電壓作為預(yù)激磁電壓，降至局部放電試驗(yàn)電壓，持續(xù)1～1.5h，測(cè)量局部放電量。第2種試驗(yàn)方法可以測(cè)量變壓器在長(zhǎng)期工作電壓下，是否出現(xiàn)局部放電量現(xiàn)象，以保證電力變壓器在應(yīng)用中的安全運(yùn)行。另外，在電力變壓器的局部放電試驗(yàn)中，絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，絕緣介質(zhì)的承受場(chǎng)強(qiáng)、帶電與接地電極表面場(chǎng)、絕緣件加工與工藝處理等都要局部放電量小于規(guī)定值來(lái)考慮，而不是以主、縱絕緣是否放電為主要依據(jù)。

3.泄漏電流的測(cè)量

在電力變壓器泄漏電流的測(cè)量中，主要使用數(shù)顯泄漏電流的測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量，其額定工作電壓一般在2.5KV以下，明顯低于變壓器的額定工作電壓。在高壓情況下，如果變壓器的泄漏電流明顯高于低壓情況下的電流，則表明變壓器的高壓絕緣電阻小于低壓絕緣電阻，即變壓器本身存在質(zhì)量缺陷，防泄漏功能也無(wú)法滿足使用要求。如果使用直流兆歐表無(wú)法滿足試驗(yàn)中對(duì)于電壓的要求，可以采取加直流高壓的試驗(yàn)方法，以確保變壓器泄漏電流的測(cè)量結(jié)果的精確性。

4.變壓比測(cè)量

電力變壓器的變壓比測(cè)量方法主要有：雙電壓表法、變壓比電橋法等，其中電壓比電橋法是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中常用的方法，其主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：不受電源穩(wěn)定程度的限制；準(zhǔn)確性和靈敏度高；誤差可以直讀；試驗(yàn)電壓可以調(diào)整，比較安全。在電力變壓器的變壓比試驗(yàn)中，還可以同步完成連接組別的試驗(yàn)，而連接組別相同則是變壓器并聯(lián)運(yùn)行的基本條件之一。所以，判斷電力變壓器的接線組別也是高壓試驗(yàn)中不可缺少的一項(xiàng)。常用的試驗(yàn)方法有：交流電壓表法，相位法、變壓比電橋法、直流感應(yīng)法、組別表法等。組別表是一種常見的試驗(yàn)電力變壓器組別、相序、極性的專用儀表，該表具有使用簡(jiǎn)便、反映直觀、指示正確等優(yōu)點(diǎn)。

5.介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試

在電力變壓器的高壓試驗(yàn)中，介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試是基本的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目之一，其主要試驗(yàn)?zāi)康氖歉鶕?jù)介質(zhì)損耗因數(shù)的大小，判斷變壓器的絕緣性能。在變壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，介質(zhì)損耗因數(shù)的變化與絕緣損耗的大小有著密切的聯(lián)系。在試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)人員可以通過(guò)相關(guān)結(jié)果，掌握變壓器絕緣的整體受潮與劣化變質(zhì)程度，從而得出精確的試驗(yàn)結(jié)果。在電力變壓器的介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試中，其結(jié)果明顯優(yōu)于絕緣電阻測(cè)量與泄漏電流測(cè)試，主要是因?yàn)闇y(cè)試過(guò)程中，與試驗(yàn)電壓和設(shè)備大小等因素的關(guān)聯(lián)性較小，試驗(yàn)人員可以準(zhǔn)確地判斷變壓器的絕緣變化情況。

三、電力變壓器高壓試驗(yàn)方法

1.防止感應(yīng)電壓與放電反擊

在電力變壓器高壓試驗(yàn)中，在試驗(yàn)設(shè)備與其他設(shè)備之間必須采取有效的防止感應(yīng)電壓的措施，通常是將試驗(yàn)設(shè)備與其他儀器、設(shè)備進(jìn)行短接，并可靠接地，實(shí)驗(yàn)室中閑置的各種電容設(shè)備也要按照要求進(jìn)行短路接地。由于電力變壓器高壓試驗(yàn)是在一個(gè)封閉的六面屏蔽體環(huán)境中進(jìn)行，在試驗(yàn)過(guò)程中有可能出現(xiàn)瞬間放電的現(xiàn)象，所以，對(duì)于試驗(yàn)中的高壓電纜必須加金屬管保護(hù)，并且埋地敷設(shè)。一般情況下，金屬保護(hù)管的長(zhǎng)度應(yīng)>15m，并且每隔5m與接地極進(jìn)行連接，從而嚴(yán)格控制放電反擊現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)率。

2.可靠的接地

在電力變壓器高壓試驗(yàn)中，必須保證實(shí)驗(yàn)室的接地系統(tǒng)良好，接地電阻一般需要在0.5Ω以下，從而保障試驗(yàn)設(shè)備與試驗(yàn)人員的安全。在具備良好接地條件的情況下，還應(yīng)將實(shí)驗(yàn)室視為一個(gè)特殊的等電位體，實(shí)驗(yàn)室中所有金屬儀器、設(shè)備的外殼都要保持良好接地，特別是在變壓器與試驗(yàn)設(shè)備之間必須有可靠、安全、穩(wěn)定的金屬性連接。在高壓試驗(yàn)中，應(yīng)明確標(biāo)注接地點(diǎn)的位置，以防在試驗(yàn)中出現(xiàn)人員觸電的現(xiàn)象。

3.防火、防爆

在電力變壓器高壓試驗(yàn)中，必須嚴(yán)防變壓器在運(yùn)行中發(fā)生過(guò)載或短路的現(xiàn)象，特別要注意絕緣材料，絕緣油等因高溫、電火花作用等因素，而產(chǎn)生分解、膨脹、以致氣化，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部的壓力急劇增加，有可能引起變壓器外殼爆炸使大量絕緣油噴出燃燒，油流又會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大火災(zāi)的危險(xiǎn)。因此，在電力變壓器的高壓試驗(yàn)過(guò)程中，必須注重對(duì)于安全問(wèn)題的防范，以保證試驗(yàn)的安全性。

4.在進(jìn)行變壓器沖擊合閘試驗(yàn)時(shí)，必須保證電壓在額定數(shù)值范圍內(nèi)，同時(shí)要考慮和避免過(guò)電壓、超強(qiáng)勵(lì)磁電流以及電動(dòng)力對(duì)變壓器的影響，試驗(yàn)過(guò)程所需設(shè)備器材種類較多，影響范圍聯(lián)系到一次設(shè)備及二次保護(hù)、儀表的運(yùn)行情況，其結(jié)果直接反映變壓器的制造、安裝質(zhì)量，體現(xiàn)變壓器抗沖擊電流、電壓的能力以及二次保護(hù)裝置與變壓器的配合運(yùn)行情況，是變壓器投運(yùn)前的重要試驗(yàn)項(xiàng)目，負(fù)責(zé)試驗(yàn)工作的人員要以高度的責(zé)任感、良好的專業(yè)操作素養(yǎng)來(lái)對(duì)待試驗(yàn)過(guò)程，避免各種疏忽帶來(lái)的不利影響，客觀對(duì)待試驗(yàn)結(jié)果，合理解決相關(guān)問(wèn)題，從而確保變壓器能夠安全投入運(yùn)行。

在對(duì)電力變壓器進(jìn)行高壓試驗(yàn)的過(guò)程中一定要高度的重視細(xì)節(jié)，對(duì)環(huán)境濕度、高壓連線、剩余電荷等方面的影響，也要給予重視，掌握它們產(chǎn)生影響的機(jī)理；同時(shí)要熟悉掌握各類試驗(yàn)方法，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行精確的測(cè)量，保證設(shè)備的可靠運(yùn)行。

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