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淺論變壓器的預(yù)防性試驗
點擊次數(shù)：1070 發(fā)布時間：2023-2-20
淺論變壓器的預(yù)防性試驗
摘要：預(yù)防性試驗是保證電力變壓器安全運行的重要措施,，對變壓器故障診斷具有確定性影響，通過各種試驗項目,，獲取準確可靠的試驗結(jié)果是正確診斷變壓器故障的基本前提,。
前言：根據(jù)《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程》規(guī)定的試驗項目及試驗順序，主要包括油中溶解氣體分析,、繞組絕緣電阻的測量,、繞組直流電阻的測量、介質(zhì)損耗因數(shù)tgD檢測,、交流耐壓試驗,、線圈變形試驗、局部放電測量等,。
1.油中溶解氣體分析
在變壓器診斷中,，單靠電氣試驗方法往往很難發(fā)現(xiàn)某些局部故障和發(fā)熱缺陷，而通過變壓器油中氣體的色譜分析這種化學(xué)檢測的方法,，對發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的某些潛伏性故障及其發(fā)展程度的早期診斷非常靈敏而有效,，這已為大量故障診斷的實踐所證明。油色譜分析的原理是基于任何一種特定的烴類氣體的產(chǎn)生速率隨溫度而變化,，在特定溫度下,，往往有某一種氣體的產(chǎn)氣率會出現(xiàn)最大值；隨著溫度升高,，產(chǎn)氣率最大的氣體依此為CH4,、C2H6、C2H4,、C2H2,。這也證明在故障溫度與溶解氣體含量之間存在著對應(yīng)的關(guān)系，而局部過熱,、電暈和電弧是導(dǎo)致油浸紙絕緣中產(chǎn)生故障特征氣體的主要原因,。變壓器在正常運行狀態(tài)下,，由于油和固體絕緣會逐漸老化，變質(zhì),，并分解出極少量的氣體(主要包括氫H2 甲烷CH4 乙烯C2H4 乙炔C2H2 一氧化碳CO 二氧化碳CO2等多種氣體),。當變壓器內(nèi)部發(fā)生過熱性故障，放電性故障或內(nèi)部絕緣受潮時,，這些氣體的含量會迅速增加,。這些氣體大部分溶解在絕緣油中, 少部分上升至絕緣油的表面，并進入氣體繼電器,。電力變壓器的內(nèi)部故障主要有過熱性故障,、放電性故障及絕緣受潮等多種類型。據(jù)有關(guān)資料介紹,，在對故障變壓器的統(tǒng)計表明:：過熱性故障占63%,；高能量放電故障占18. 1%；過熱兼高能量放電故障占10%,；火花放電故障占7%,；受潮或局部放電故障占1. 9%。而在過熱性故障中, 分接開關(guān)接觸不良占50%,；鐵芯多點接地和局部短路或漏磁環(huán)流約占33%,；導(dǎo)線過熱和接頭不良或緊固件松動引起過熱約占14. 4%；其余2. 1% 為其他故障,。
對變壓器故障部位的準確判斷,，有賴于對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)的全面掌握，并結(jié)合歷年色譜數(shù)據(jù)和其它預(yù)防性試驗(直阻,、絕緣,、變比、泄漏,、空載等) 進行比較,。
2.繞組直流電阻的測量
它是一項方便而有效的考察繞組絕緣和電流回路連接狀況的試驗，能反應(yīng)繞組焊接質(zhì)量,、繞組匝間短路,、繞組斷股或引出線折斷、分接開關(guān)及導(dǎo)線接觸不良等故障,，實際上它也是判斷各相繞組直流電阻是否平衡,、調(diào)壓開關(guān)檔是否正確的有效手段,。如在對某變壓器低壓側(cè)10KV 線間直流電阻作試驗時,，發(fā)現(xiàn)不平衡率為2. 17% ，超過部頒標準值1% 的一倍還多,，色譜分析不存在過熱故障,，且每年預(yù)試數(shù)據(jù)反映直流電阻不平衡系數(shù)超標外,，其它項目均正常，經(jīng)分析換算后確定C 相電阻值較大,，判斷C 相繞組內(nèi)有斷股問題,，經(jīng)吊罩檢查后，驗證C 相確實有一股開斷,，避免了故障的進一步擴大,。
3.繞組絕緣電阻的測量
繞組連同套管一起的絕緣電阻和吸收比或極化指數(shù)，對變壓器整體的絕緣狀況具有較高靈敏度,，它能有效檢查出變壓器絕緣整體受潮,、部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷，如各種貫穿性短路,、瓷件破裂,、引線接殼、器身內(nèi)有銅線搭橋等現(xiàn)象引起的半貫通性或金屬性短路等,。相對來講,，單純依靠絕緣電阻絕對值大小對繞組絕緣作判斷，其靈敏度,、有效性較低,。一方面是由于測量時試驗電壓太低，難以暴露缺陷,，另一方面也因為絕緣電阻與繞組絕緣結(jié)構(gòu)尺寸,、絕緣材料的品種、繞組溫度有關(guān),，但對于鐵芯夾件,、穿心螺栓等部件，測量絕緣電阻往往能反映故障,，這是因為這些部件絕緣結(jié)構(gòu)較簡單,，絕緣介質(zhì)單一。
4.測量介質(zhì)損耗因數(shù)tgD
它主要用來檢查變壓器整體受潮油質(zhì)劣化,、繞組上附著油泥及嚴重的局部缺陷,。介質(zhì)測量常受表面泄露和外界條件(如干擾電場和大氣條件) 的影響，因而要采取措施減少和消除影響?，F(xiàn)場我們一般測量的是連同套管一起的tgD,，但為了提高測量的準確和檢出缺陷的靈敏度，有時也進行分解試驗,，以判斷缺陷所在位置,。測量泄漏電流和測量絕緣電阻相似，只是其靈敏度較高,，能有效發(fā)現(xiàn)有些其他試驗項目所不能發(fā)現(xiàn)的變壓器局部缺陷,。泄漏電流值與變壓器的絕緣結(jié)構(gòu),、溫度等因素有關(guān)，在《電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程》中不作規(guī)定,，只在判斷時強調(diào)比較,，與歷年數(shù)據(jù)相比，與同類型變壓器數(shù)據(jù)相比,，與經(jīng)驗數(shù)據(jù)相比較等,。介質(zhì)損耗因數(shù)tgD和泄漏電流試驗的有效性正隨著變壓器電壓等級的提高、容量和體積的增大而下降, 因此單純靠tgD和泄漏電流來判斷繞組絕緣狀況的可能性也比較小,，這主要也是因為兩項試驗的試驗電壓太低,，絕緣缺陷難以充分暴露。對于電容性設(shè)備,，實踐證明如電容型套管,、電容式電壓互感器、耦合電容器等,，測量tgD和電容量CX 仍是故障診斷的有效手段,。
5.交流耐壓試驗
它是鑒定絕緣強度等有效的方法，特別是對考核主絕緣的局部缺陷,，如繞組主絕緣受潮,、開裂或在運輸過程中引起的繞組松動、引線距離不夠以及繞組絕緣上附著污物等,。交流耐壓試驗雖對發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷有效,，但受試驗條件限制, 要進行35KV 及8000KVA 以上變壓器耐壓試驗, 由于電容電流較大，要求高電壓試驗變壓器的額定電流在100mA 以上,，目前這樣的高電壓試驗變壓器及調(diào)壓器尚不夠普遍, 如果能對高電壓,、大電流電力變壓器進行交流耐壓試驗，對保證變壓器安全運行有很大意義,。
6.線圈變形檢測
變壓器繞組變形是指在電動力和機械力的作用下,，繞組的尺寸或形狀發(fā)生不可逆的變化，包括軸向和徑向尺寸的變化,、器身轉(zhuǎn)移,、繞組扭曲、鼓包和匝間短路等,。繞組變形是電力系統(tǒng)安全運行的一大隱患,，一旦繞組變形而未被診斷繼續(xù)投入運行則極可能導(dǎo)致事故，嚴重時燒毀線圈,。造成變壓器繞組變形的主要原因有:
6. 1 短路故障電流沖擊,，電動力使繞組容易破壞或變形。電動力的產(chǎn)生是繞組中的短路沖擊電流與漏磁相互作用的結(jié)果，在運行中,，由于輻向和軸向電動力同時作用,，可能使整個繞組發(fā)生扭轉(zhuǎn),。
6. 2 在運輸或安裝中受到意外沖撞,、顛簸和震動等。如某供電部門在對35KV,、20000KVA 主變壓器運輸途中,，遭受強烈撞擊。事后在對該變壓器交接吊罩檢查時,，發(fā)現(xiàn)油箱下部固定器身的4 個螺栓全部開焊裂斷,，上部對器身定位的4 個定位釘全部松動，并在定位板上劃出小槽,。器身向油枕方向縱向位移11mm,，橫向位移23mm ，繞組對端圈錯位,，最大達30mm,，可看到器身已經(jīng) 沒有固定裝置而處于自由狀態(tài)，并經(jīng)過長途運輸及多次編組,，器身在油箱中搖晃, 必然造成變壓器損壞,。
6. 3 保護系統(tǒng)有死區(qū)，動作失靈,，導(dǎo)致變壓器承受穩(wěn)定短路電流作用時間長,，造成繞組變形。
結(jié)語：在變壓器計劃檢修或故障診斷中,，預(yù)防性試驗結(jié)果依舊是 的診斷參量,。每個預(yù)防性試驗項目不能孤立的去看待，應(yīng)將幾個項目試驗結(jié)果有機結(jié)合起來綜合分析,，這將有效提高判定的準確性,。