陶長志

摘 要 變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止電器，用于把低電壓變成高電壓或把高電壓變成低電壓，是交流電輸配系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備。當(dāng)變壓器合閘時(shí)，可能產(chǎn)生很大的電流，本文主要論述電力變壓器的狀態(tài)診斷與檢測配置。

關(guān)鍵詞 電力變壓器；狀態(tài)診斷；檢測配置

前言

變壓器狀態(tài)檢測配置是第一道考慮。比如：不少新變壓器有繞組溫度指示。望文生義是一項(xiàng)特有意義的在線監(jiān)測，其實(shí)它只是把上層油溫按負(fù)荷電流換算而已，引進(jìn)時(shí)最初的譯名叫“繞組模擬溫度”。并非直接測得的繞組溫度，更不是繞組的最熱點(diǎn)溫度。光纖加熱敏元件在技術(shù)上已可以直接測取繞組溫度，但在繞組內(nèi)或周圍裝置它們或多或少會(huì)畸變電磁場，甚至影響油循環(huán)。而且很難測到實(shí)際上的最熱點(diǎn)溫度。這種監(jiān)測，目前尚應(yīng)在科研階段或用以改進(jìn)變壓器內(nèi)部設(shè)計(jì)的研究。在現(xiàn)場變壓器狀態(tài)檢測中運(yùn)用必要性不大！再如：油中含氣的在線監(jiān)測，如果只要求它們起報(bào)警作用，光一個(gè)H2，加上它的增長率、已很清晰、明確，也重點(diǎn)突出、簡要。統(tǒng)計(jì)告訴我們：越簡單越可靠。

1 電力變壓器原理

電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，是用來將某一數(shù)值的交流電壓（電流）變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓（電流）的設(shè)備。當(dāng)一次繞組通以交流電時(shí)，就產(chǎn)生交變的磁通，交變的磁通通過鐵芯導(dǎo)磁作用，就在二次繞組中感應(yīng)出交流電動(dòng)勢。二次感應(yīng)電動(dòng)勢的高低與一二次繞組匝數(shù)的多少有關(guān)，即電壓大小與匝數(shù)成正比。主要作用是傳輸電能，因此，額定容量是它的主要參數(shù)。額定容量是一個(gè)表現(xiàn)功率的慣用值，它是表征傳輸電能的大小，以kVA或MVA表示，當(dāng)對變壓器施加額定電壓時(shí)，根據(jù)它來確定在規(guī)定條件下不超過溫升限值的額定電流。較為節(jié)能的電力變壓器是非晶合金鐵心配電變壓器，其最大優(yōu)點(diǎn)是，空載損耗值特低。最終能否確保空載損耗值，是整個(gè)設(shè)計(jì)過程中所要考慮的核心問題。當(dāng)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布置時(shí)，除要考慮非晶合金鐵心本身不受外力的作用外，同時(shí)在計(jì)算時(shí)還須精確合理選取非晶合金的特性參數(shù)[1]。

2 狀態(tài)診斷

目前，狀態(tài)診斷的四個(gè)技術(shù)支撐中，巡視檢查的成本最低，其次是帶電檢測，在線監(jiān)測的一次投入和運(yùn)行成本比帶電檢測要高得多。而離線測試成本是最高的。就檢缺和診斷的作用或功效而言，很難科學(xué)地給這四支撐排個(gè)次序，但它們各自的特色還是明晰的：①離線測試最權(quán)威，而且離線測取的多數(shù)信息直接是變壓器的特性參數(shù)和耐受強(qiáng)度。如：變比、tgδ、絕緣電阻、吸收比、沖擊耐壓、交流耐壓……②帶電檢測和在線監(jiān)測測得的信息大多數(shù)是設(shè)備的表現(xiàn)，這個(gè)“表現(xiàn)”有兩個(gè)含義。第一個(gè)含義是：它是激勵(lì)下的響應(yīng)或副產(chǎn)物，如運(yùn)行電壓下的電流、局部放電、噪聲、振動(dòng)……負(fù)荷下的溫升等。另一個(gè)含義是：這類信息多數(shù)反映的是設(shè)備表面上（或外）的現(xiàn)象，如表層溫度、色、形、視在放電量、噪音、振動(dòng)等。需要深入分析其內(nèi)涵。③巡視檢查是大量信息的來源，然而幾乎全是設(shè)備的“表現(xiàn)”。因此，必須降低代價(jià)高昂的離線測試的頻度，但還不能放棄任何一項(xiàng)；必須提高巡檢水平；優(yōu)先增加帶電檢測的使用頻度和加大檢缺深度、廣度；適度推廣成熟、高效的在線監(jiān)測；在已經(jīng)配置了集中式在線監(jiān)測的變電所、站，應(yīng)審慎地增加在線監(jiān)測內(nèi)容，盡可能整合成一個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)，有效采集信息，提高檢缺功能[2]。

此外，對一些詳細(xì)指標(biāo)的狀態(tài)診斷上，也應(yīng)注意：

2.1 阻抗電壓，短路阻抗，短路電抗，漏電感測試

這四個(gè)參數(shù)中的任何一個(gè)都可以用于檢驗(yàn)繞組是否有位移、變形，即可診斷變壓器繞組動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)。因?yàn)樗鼈兌际抢@組之間相對幾何位置的函數(shù)?，F(xiàn)場用低電壓（220-400V）法檢測這四參數(shù)的技術(shù)已經(jīng)成熟，儀器也已商品化。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行將頒行。這一技術(shù)用于檢定遭受短路電流沖擊，運(yùn)輸沖撞后，變壓器繞組有無松動(dòng)、位移均已頗有實(shí)績。

2.2 空載電流、空載損耗測試

這兩個(gè)參數(shù)還可用于診斷變壓器鐵芯有無松動(dòng)、位移、內(nèi)部短接（含多點(diǎn)接地），即可診斷變壓器鐵芯的穩(wěn)定狀態(tài)。因?yàn)榭蛰d電流和空載損耗反映變壓器鐵芯接縫大小和片間絕緣有無損傷相當(dāng)靈敏。

檢測運(yùn)行中變壓器鐵芯的入地電流是一項(xiàng)可為診斷鐵心狀態(tài)提供有效信息而又較簡單易行的在線監(jiān)測或帶電檢測[3]。

2.3 噪聲、振動(dòng)

檢測變壓器的噪聲、振動(dòng)是很有診斷價(jià)值的，檢測方法也很簡單，儀器不很貴。檢測時(shí)應(yīng)同時(shí)錄入相關(guān)參量，如：運(yùn)行電壓，負(fù)荷電流，啟動(dòng)了幾組冷卻器或風(fēng)機(jī)等。而且更重要的是分析、診斷。

3 檢測配置

所謂檢測配置、巡視檢查是巡檢周期的調(diào)配；帶電檢測和離線測試，則還包括儀器的配置，儀器大凡是按一個(gè)供電單位的全部變電設(shè)備檢測所需配置的；需要討論的是變壓器在線監(jiān)測裝置中個(gè)別投資較大的項(xiàng)目的配置：如：油中含氣、局部放電等。具體來說：①正常的中型和小型變壓器按例行檢測考慮，一般沒有必要配置油中含氣或局部放電等在線監(jiān)測。②對特大型、大型變壓器；狀況較差的或初期或老化期的中型變壓器可按重點(diǎn)監(jiān)測對待。③對確認(rèn)內(nèi)部有局部放電、內(nèi)部過熱等故障或絕緣嚴(yán)重老化而又不得不繼續(xù)運(yùn)行的大（含特大）、中型變壓器可配置相應(yīng)的在線監(jiān)測或加強(qiáng)相應(yīng)的帶電檢測作跟蹤檢測。④對帶有特殊負(fù)荷和重要負(fù)荷的變壓器可考慮升一檔配置檢測[4]。

4 結(jié)束語

至今為止，大多數(shù)在線監(jiān)測裝置的穩(wěn)定性和可靠性還遠(yuǎn)不如被監(jiān)測設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。因此，必須注意避免由于檢測裝置的故障影響主設(shè)備的運(yùn)行。為此，在運(yùn)行設(shè)備上配置新的在線監(jiān)測時(shí)，應(yīng)遵循二條原則：審慎地試用無礙設(shè)備正常運(yùn)行的新技術(shù)檢測裝置；積極地推廣適用的經(jīng)運(yùn)行證實(shí)成熟的新技術(shù)檢測裝置。

電力變壓器的狀態(tài)維修勢在必行，狀態(tài)維修是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。目前扎扎實(shí)實(shí)向全面試行狀態(tài)維修（不僅僅是試行個(gè)別在線監(jiān)測項(xiàng)目）過渡已有許多供電單位基本具備認(rèn)識(shí)上的、物質(zhì)上的、技術(shù)上的條件。狀態(tài)診斷是開展?fàn)顟B(tài)維修的關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)，充分利用一切信息資源，提高診斷水平是技術(shù)關(guān)鍵中的關(guān)鍵。合理配置檢測手段，保證狀態(tài)維修順利、健康地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]《電力設(shè)備預(yù)防試驗(yàn)規(guī)程修訂說明》編寫組.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程[M].北京：中國電力出版社，1997：201.

[2] 嚴(yán)璋.電氣絕緣在線檢測技術(shù)[M].北京：水利電力出版社，1995： 179.

[3] 鄔偉民，梁恒基.檢測變壓器動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)參數(shù)的物理基礎(chǔ)和實(shí)際意義[J].電力設(shè)備，2002，3（4）：38-42.

[4] 王世閣.變壓器局部放電在線監(jiān)測與故障診斷[J].東北電力技術(shù)，1997，39（10）：21-23.