电力变压器高压试验研究分析 郭骏卿

发表时间:2017/12/7   来源:《电力设备》2017年第23期   作者:郭骏卿
[导读] 摘要:在电力变压器高压试验中,要充分考虑到整个试验过程可能的影响因素,并选取合理的试验条件、方法和内容进行试验。
        (内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司  内蒙古呼和浩特  010206)
        摘要:在电力变压器高压试验中,要充分考虑到整个试验过程可能的影响因素,并选取合理的试验条件、方法和内容进行试验。同时,还要注重试验过程的安全设计方法,确保试验的安全、顺利进行。根据试验所获取的准确试验数据来判断变压器的具体故障类型,并进行相应的处理来确保电力设备的安全稳定运行。
        关键词:电力;电力变压器;试验;研究分析
        1 变压器局部放电试验介绍
        局部放电试验属于电力变压器高压试验的一种常见试验项目,具有“非破坏性”。局部放电的试验方法主要有两种,区别在于采用何种电压作为预激励电压。预激励电压采用工频耐压。试验中,将预激励电压降到局部放电试验电压,大约10~15分钟后测量其局部放电量。预激励电压采用模拟运行中的过电压。试验中,将预激励电压降到局部放电试验电压,大约1~1.2小时后对其局部放电量进行测量。如果要测量变压器在长期工作电压下是否存在局部放电现象,应采用第二种试验方法。在局部放电试验中,绝缘结构设计、带电和接地电极表面场以及绝缘介质的承受场强等都会使得局部放电量偏小于规定值。在电力变压器局部放电试验过程中,以工频耐压为预激励电压的测试时间在15分钟左右,如果适当延长持续时间,有助于变压器的绝缘性能测试。
        2 变压器局部放电试验问题分析
        2.1 分接开关档位设置问题
        变压器的一种重要部件就是分接开关,以往做变压器局部放电试验的时候,通常都要将分接开关调至“1”档,然后按照该档的高低压电压比在低压加压进行试验。
        2.2 去磁问题
        变压器局部放电试验的去磁问题包括两种:直流去磁法;交流去磁法。根据电工学理论,若要使铁心中的剩磁消失,则要改变线圈中励磁电流的方向,也就是改变磁场强度的方向,进行反向磁化。正反向通入直流电流,并逐渐减小,可缩小铁心的磁滞回环,以达到消除剩磁的目的。
        据《电力设备预防性试验规程》(DL/T 596-1996)规定:对大修后、新安装或已到试验周期的≥220kV等级的电力变压器,都要进行以下试验:绕组直流电阻试验、空载特性试验、局部放电等试验。而绕组直流电阻测量结束后会在变压器铁心中残存剩磁,且直流磁化的匝数越大,剩磁越严重。以下两点是判断完全去磁的依据:相邻两次升电压后在同一电压下的励磁电流值不变;励磁电流波形的上下对称。
        2.3 高压端绕组变形检测问题
        变压器在运行中由于遭受各种故障短路和电流的冲击等不可避免的问题,变压器绕组可能因在短路电流产生的强大电动力作用下而失去稳定性,结果导致局部扭曲、鼓包或移位等永久变形现象,严重时将直接造成突发性损坏事故。
        2.4 变压器局部试验过程中的补偿问题
        在250Hz试验电压作用下,变压器等值感抗是工频试验电压下的5倍,而容抗是工频试验电压下的1/5,此时变压器的容性电流增大,变压器呈现容性负载特性。为防止发电机组产生自激或试验过程中出现参数匹配导致谐振,应对试验回路采取电感性无功补偿。500kV变压器容性电流多达50A,相对较大,若过补偿太多,需要电抗器数量就比较多,发电机容量及现场电源容量便难以满足要求,相比220kV变压器放试验时的过补偿>10%,一般500kV过补偿约5%为宜。
        3 电力变压器高压试验影响因素分析
        高压试验能否可行和数据准确程度与电力变压器的安全性息息相关,影响高压试验的因素有以下几点:
        3.1湿度和温度
        3.1.1 湿度
        变压器的高压试验必须要在屏蔽的条件下进行。空气的湿度会影响试验数据的准确性。因为测量的数据不可能通过一次试验就可以结束,需要反复测验,拿出数据跟历史数据或标准数据做比较,空气的湿度越大,测量的结果就越不准确,因此湿度是影响高压试验的一个主要原因之一。
        3.1.2 温度
        温度对试验的影响主要来自变压器的材料对温度的敏感度。由于变压器的材料是绝缘性的,温度越高绝缘性能就越差,导致绝缘电阻阻值降低。

其原理如下:
        第一,分子和离子的无规则运动。分子的无规则运动的主要原因之一就是温度的影响,温度越高,分子运动越剧烈。同样作为微观角度的离子,在绝缘电阻中也会随着温度的升高而运动加快。电阻极性增大,阻值降低。
        第二,水分溶解。绝缘电阻中存在的水分将伴随着温度的升高而溶解电阻内部物质使其电阻变小。
        一般情况下,绝缘电阻的阻值与温度成反比,这也就是为什么试验中需要屏蔽的原因。另外在试验中,要保持绝缘电阻的表面清洁,否则也会导致测量误差。还要注意的是,对于干变压器而言,其绝缘电阻的阻值在温度达到40度以前是与温度的变化是成正比的。
        3.2电压极性与泄漏电流关系
        根据变压器绕组的极性不同,电阻内水分含量的变化均有所不同。如果极性是正极,那么具备正电荷的水分子会受到排斥,从而导致水分减少,内部电流就会较少,流失的电流就会相对增多;如果极性是负极,水分会增多,内部电流通过就会增大。而这一切的源头就是变压器受潮,受潮的变压器所测量的电流数据是不准确的,因此高压试验最好选用新的变压器,从而可以得到准确的数据。
        3.3升压速度
        泄漏电流是受潮后通过的电流,泄漏电流的产生是与空气温度、湿度、电压、绝缘子表面的杂质等共同作用的结果。实际上,升压速度对泄漏电流是有一定影响的。经过大量的测量研究表明,泄漏电流的实际测量在升压速度的影响下和理论值会有一定的差别,尤其是在大容量的变压器中,这种差别会更加明显。
        4 高压试验采取的安全措施
        4.1做好准备工作
        高压试验之前,必须要做好准备工作。严格按照程序和规定执行,四周准备好防护安全网,在网上贴上警告牌证明此地为高压场所,闲杂人等不准入内,并在安全网附近派专人把守,以免造成严重的后果。
        4.2分工必须明确
        进行试验时,必须需要两个以上的人互相配合,一个人是负责人,其余人负责配合工作,要做到合理分工,各司其职,同时要拥有非常强烈的安全防护意识,不能让不熟悉试验流程的人来担当工作,以免造成事故。各岗位的人负责工作之后,负责人要进行细致周到的检查工作,不能放过任何细节,如检查高压接线是否正确等。确定所有工作安全无误之后,再撤离安全网以外,所有人都必须保证撤离方可结束检查。
        4.3试验设备的检查
        试验的相关设备检查必须要认真仔细,如设备的容量、仪表的量程和开关、插头等;连接设备的连线要做好标记,以免发生接线错误。
        4.4准备工作完成后合闸
        当所有准备工作就绪后,总负责人需要发出明确的“合闸”指令后, 由专门人员合上开关。
        4.5试验过程中
        试验过程中,所有参与者必须要全身心投入到试验中,不能马虎大意,不能放松心态,更不能交头接耳和若无其事。负责人要指挥协调,如遇突发事件可以冷静处理。
        4.6试验结束后的清理和检查
        试验结束后,要小心拆除安全网和各种设备线路,并仔细检查现场是否有未拆除的设备和其他安全隐患。
        5 结论
        本文针对电力变压器进行高压试验时,为实现合理性以及经济性的优化获取,则需重点研究跟试验相关的方法、条件以及安全、设计等多元化内容,旨在保障对应数据信息真实有效且准确,同时针对电力变压器自身所拥有综合性能全面实施合理判定。就目前的情况来看,我国现今所开展的电力变压器高压试验工作依然存在弊端情况,特别是需深化完善改进结果的精确可靠性,基于此,应重视电力变压器高压试验研究,努力为电力系统运行提供可靠的保障,推动电力行业可持续健康发展。
        参考文献:
        [1]孟开坦. 对电力变压器高压试验研究的探讨[J]. 科技致富向导, 2012(17).
        [2]刘逸峰. 电力变压器高压试验的研究分析[J]. 商品与质量, 2016(38).
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