变压器在高压电气试验中的探讨

发表时间:2018/5/8   来源:《电力设备》2017年第36期   作者:许倩楠 孙月 林美钰 李祎
[导读] 摘要:在电力系统中,变压器高压试验是一项过程复杂,安全性要求较高的工作。
        (国网辽宁省电力有限公司检修分公司  辽宁省沈阳市  110003)
        摘要:在电力系统中,变压器高压试验是一项过程复杂,安全性要求较高的工作。本文结合笔者工作实践与相关资料,对变压器高压试验原理、方法、步骤试验条件进行了探讨。探讨结果表明:高压电气试验必须严格按照操作规程进行,对施工现场高压变压器使用试验有一定的参考价值。
        关键词:变压器;高压电气试验;试验原理;串激组合试验
        一、高压电气试验概述
        据想关资料的统计分析,电力系统中60%以上的停电事故都是由设备绝缘缺陷引起的。为了防患于未然,保证电力系统安全、经济运行,就必须定期对电力设备按规定开展检测试验工作,高压试验是电力设备运维工作中的一个重要环节,经常在不同的地点、不同的时间进行,同时电气设备的电压等级不同又造成了进行此项工作时试验电压的不同,所以每一次的高压电气试验都具有其非凡性和不确定性,在这样的条件下很容易形成安全隐患,对人身和设备安全造成威胁。
        从总体上而言,高压试验可分为两大类:一类是破坏性试验或称耐压试验,此类试验所施加的电压较高,往往能模拟电气设备在运行时的情况。它对于绝缘强度的考核非常严格,能揭露那些危险性较大的集中性缺陷,并能保证绝缘有一定的绝缘裕度,但在试验过程中可能对设备的绝缘造成击穿或是损伤,该类试验主要包括交流耐压、直流耐压。另一类是非破坏性试验或称特性试验,它是在较低电压下或用其他不损伤绝缘的方法来测试电气设备绝缘特性。常用的测试项目包括绝缘电阻,吸收比、极化指数、泄漏电流、介质损耗角正切值及电容量值等。但是非破坏性试验大多试验电压较低,目前还不能只靠它来可靠地判断绝缘的耐电强度。
        二、高压电气试验面临的问题
        1、高压电气试验设备和被试设备的接地问题
        高压电器被试设备接地不良容易造成介质的严重损耗,这种问题一般情况发生在电容性的设备上,比如说电压互感器或者耦合电容器等。在变电站里,为了保证线路的正常运行,把电压互感器与线路直线连接。如果电气设备的接地开关或者连接线接触不良,就如同在电容器上串联了一个等量的电阻。比如说如果电容量为 C,电容器的介质损耗因数为 tgδ,等值串联电阻为 R,那么关系式为:tgδ=ωCR。但是如果当设备接地不良的情况出现后,电容器的电容量越大,它所产生的损耗就会越大,进而会造成被试设备介质损耗超标的情况。
        2、高压电气试验中引线所引起的问题
        在一次高压变电所的检修试验中,一台220kV主变中性点避雷器在试验过程中被检修人员将引线断开,但是引线的接头还保留在避雷器上边。最后出现的结果是:75%直流参考电压下的漏电量高达80uA;但是如果把把残留在避雷器上的引线拆下后重新测试,75%直流参考电压下的漏电量小于 20uA。由此可见,高压电气试验中避雷器引线产生的问题是非常巨大的,因此,在具体的高压电气试验实际运行过程中,我们必须把高压部位的引线全部拆除,从而能够更好地防止引线拆除不当引起的电流泄漏以及造成微安电表刻度的变差。
        3、高压电气试验电压不用引起的问题
        相关试验人员在一次550kV直流中继站的耦合电容器预防性的试验中,为了避免仪器受到损伤,采取了降低试验电压的方法。后来发现一台电容器的测量结果不合格,为了找出电容器不合格的原因,试验人员采取了各种各样的方法,后来发现,随着试验电压的不断升高,介质损耗因数就越来越小。之所以出现这种现象,主要是由于多个元件串联的耦合电容器中存在连接线接触不稳定的情况,在低压的情况下,氧化层依然完好,出现较大的接触电阻,介质损耗就变大;如果试验电压不断增大,氧化层被融化,接触电阻就会变小,介质损耗就会变小。
        三、试验应注意事项
        1、试做高压试验时,必须由2人或2个以上人员参加,并明确做好分工,明确相互间的联系方法,并有专人监护现场安全及观察试品的试验状态。


        2、变压器和控制箱应有可靠的接地。
        3、试验过程中,升压速度不能太快,也决不允许突然全电压通电或断电。
        4、在升压或耐压试验过程中,如发现下列不正常情况时,应立即降压,并切断电源,停止试验,查明原因后再做试验。1)电压表指针摆动很大;2)发现绝缘烧焦的异味、冒烟现象;3)被测试品内有不正常的声音。
        5、试验中,若试品短路或故障击穿,控制箱中的过流继电器工作,此时,将调压器回至零位,并切断电源后,方可将试品取出。
        6、进行电容试验或进行直流高压泄漏试验时,试验完毕后,将调压器降至零位后,并切断电源,然后,应用放电棒将试品或电容器的高压端对地进行放电,以免存留在电容中的电势发生触电危险。
        四、试验结构与工作原理
        1、结构
        (1)GY系列产品的设计构思、材质选择及工艺流程都是全新的。因此其不仅体积小、重量轻、外形美,而且各项技术指标都达到了JB3570―98标准要求。
        (2)GY系列产品采用优质冷轧DQ-151取向硅钢片叠成多级圆柱框形铁芯,在特制高强度绝缘筒上用QZ型导线直接连续绕制高压塔式线圈。外壳是适形尺寸,内充入SF6气体。
        (3)GY(JZ)产品与GY产品的不同在于巧妙地将高压整流硅堆装在高压套之内,通过短路杆的插入和抽出可变换GY是工频高压交流输出还是高压直流输出。GY(C)产品与GY产品的不同在于套管内结构。
        2、工作原理
        把电源输入有过流自动脱扣及防止突发加压的零位连锁装置的操作箱,经自耦调压器调节电压输入GY试验变压器初级绕组,根据电磁感应原理,在次级(高压)绕组按其与初级绕组匝数之比可获得同等倍数的电压幅值―――工频高压。此工频高压经高压硅堆整流及稳压电容器滤波可取得直流高压,其幅值是工频高压有效值的2倍。
        五、试验变压器的使用条件
        1、周围环境温度:最高气温+40℃,最低气温-20℃。
        2、空气最大相对温度,当空气温度为25℃时,相对湿度不超过85%。
        3、安装地点无严重影响变压器绝缘的气体、蒸气、化学性积尘、污垢及其他爆炸性介质的场所。
        4、试验变压器使用时应使其输入电压逐步升高且应在输出端串入足够的保护电阻,切忌高压状态下断合设备。
        5、该变压器允许运行时间,在额定容量的额定电压下,连续运行不得超过30min,每次工作时间间隔为工作时间的5~10倍,以保证变压器的充分散热,在额定电压和额定电流的数值2/3的工作条件下允许长期连续运行。
        结语:
        由上可见,由于高压试验的特殊性及危险性,要求试验人员必须具备良好的技能水平和强烈的安全意识,二者缺一不可。广大试验人员要加强对试验技术及规程的学习,提高安全意识,严格执行电力安全规程,杜绝一切的违章违规操作,才能减少发生人身及设备安全事故的机率,创造出安全生产的良好局面。
        参考文献:
        [1]沈阳变压器厂编,变压器试验(修订本)[M].北京机械工业出版社,1987.
        [2]郭俊,吴广宁,张血琴,舒雯.局部放电检测技术的现状和发展[J].电工技术学报,2005(2)
        [3]陈化钢编著.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].北京:中国科学技术出版社,2000.
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