電力變壓器高壓試驗(yàn)的安全設(shè)計(jì)方法

1、電力變壓器高壓試驗(yàn)的方法

電力變壓器高壓試驗(yàn)的方法為:

(1)按照電力變壓器的接線(xiàn)原理圖進(jìn)行引線(xiàn)的連接，并且保證變壓器與控制箱接地的安全性、可靠性;

(2)在電力變壓器高壓試驗(yàn)前，認(rèn)真檢查各部分接線(xiàn)的接觸是否良好，并且檢查控制箱中的調(diào)壓器是否調(diào)整到“零"位;

(3)在電力變壓器接通電源后，綠色指示燈點(diǎn)亮后，可以按下啟動(dòng)按鈕;紅色指不燈點(diǎn)亮后，等待升壓;

(4)試驗(yàn)人員順時(shí)針、勻速旋轉(zhuǎn)控制箱中調(diào)壓器的手柄，緩慢進(jìn)行升壓，并且密切觀(guān)察儀表的指示變化及試品運(yùn)轉(zhuǎn)情況;

(5)電力變壓器高壓試驗(yàn)完成后，迅速將電壓調(diào)整至零位，并且按下停止按鈕和切斷電源，解開(kāi)試驗(yàn)中連接的引線(xiàn)。

2、電力變壓器高壓試驗(yàn)的內(nèi)容

為了保證電力變壓器高壓試驗(yàn)結(jié)果的精確性、真實(shí)性，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定，合理選取試驗(yàn)內(nèi)容。電力變壓器高壓試驗(yàn)的內(nèi)容主要包括:絕緣電阻的測(cè)量、泄漏電流的測(cè)量、介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試、交流耐壓試驗(yàn)等，下面進(jìn)行具體的介紹。

2.1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測(cè)量中，絕緣的整體受潮程度、過(guò)熱老化程度、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)高壓側(cè)電壓110 kV、容量31 500 kVA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(kāi)始下降，而受潮絕緣的吸收比則會(huì)發(fā)生不規(guī)則變化情況。因此，在變壓器的絕緣電阻測(cè)量中，一定要合理控制試驗(yàn)室的溫度，以保證絕緣吸收比實(shí)測(cè)值的真實(shí)性。

2.2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。如果使用直流兆歐表無(wú)法滿(mǎn)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測(cè)量結(jié)果的精確性。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(mǎn)足使用要求。

2.3局部放電試驗(yàn)

電力變壓器的局部放電試驗(yàn)是常見(jiàn)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10～15 min后，測(cè)量局部放電量;(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)1～1.2h，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使局部放電量小于規(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)。

在電力變壓器的局部放電試驗(yàn)中，以工頻耐壓作為預(yù)激磁電壓時(shí)，試驗(yàn)電壓的持續(xù)時(shí)間約為15 min，適當(dāng)延長(zhǎng)局部放電試驗(yàn)的電壓持續(xù)時(shí)間，對(duì)于絕緣性能測(cè)試具有一定的作用，如果變壓器的絕緣性能不理想，有可能引起不同程度的破壞性損壞。以模擬運(yùn)行中的過(guò)電壓作為預(yù)激磁電壓時(shí)，局部放電試驗(yàn)的電壓持續(xù)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)要求為1h，變壓器能承受多長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)激磁電壓與絕緣結(jié)構(gòu)的伏秒特性有著密切的聯(lián)系。

在電力變壓器的局部放電試驗(yàn)中，局部放電量通常與帶電、接地電極表面的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)，而與電源的頻率則無(wú)關(guān)聯(lián)，所以，試驗(yàn)地點(diǎn)的噪聲應(yīng)盡量控制，電源的局部放電量也要進(jìn)行隔離。

2.4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，其中變壓比電橋法是現(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)確度和靈敏度高;誤差可以直讀:試驗(yàn)電壓可以調(diào)節(jié)，比較安全。在電力變壓器的變壓比試驗(yàn)中，還可以同步完成連續(xù)組別的試驗(yàn)，而結(jié)線(xiàn)組別相同則是變壓器并聯(lián)運(yùn)行的基本條件之一，所以.判斷電力變壓器的結(jié)線(xiàn)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、相位表法、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(jiàn)的試驗(yàn)電力變壓器組別、相序、極性的專(zhuān)用儀表，該表具有使用簡(jiǎn)便、反映直觀(guān)、指示正確等優(yōu)點(diǎn)。

2.5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，判定變壓器的絕緣性能。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。

2.6交流耐壓試驗(yàn)

電力變壓器的交流耐壓試驗(yàn)主要是應(yīng)用于鑒定其絕緣強(qiáng)度的大小，采用這種試驗(yàn)方法可以直接反映出變壓器的集中性性能缺陷，從而保證變壓器的絕緣性能提升，避免因絕緣老化而導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。在進(jìn)行電力變壓器的交流耐壓試驗(yàn)前，必須仔細(xì)測(cè)量電壓器的絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗因數(shù)等，在獲取相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果后，才能組織交流耐壓試驗(yàn)的進(jìn)行。如果相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算不合理，將直接影響到交流耐壓試驗(yàn)結(jié)果的精確性。

3、電力變壓器高壓試驗(yàn)的安全設(shè)計(jì)方法

在電力變壓器高壓試驗(yàn)中，由于所需的試驗(yàn)電壓較大，如果不能采取有效的安全設(shè)計(jì)方法，將直接關(guān)系到試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，以及試驗(yàn)人員的安全。因此，在電力變壓器高壓試驗(yàn)過(guò)程中，必須注重安全設(shè)計(jì)方法的研究與應(yīng)用，進(jìn)而保障試驗(yàn)工作的順利開(kāi)展和進(jìn)行。

3.1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。在高壓試驗(yàn)室中，要根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)置專(zhuān)用的短路接地井、接地系統(tǒng)，對(duì)于試驗(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)室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)>15 m，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。

3.2可靠的接地

在電力變壓器高壓試驗(yàn)中，必須保證試驗(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)將試驗(yàn)室視為一個(gè)特殊的等電位體，試驗(yàn)室中所有金屬儀器、設(shè)備的外殼都要保持良好接地，特別是在變電器與試驗(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)室中，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。

3.3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、結(jié)語(yǔ)

總之，電力設(shè)備的高壓試驗(yàn)是一項(xiàng)高技術(shù)復(fù)雜工程，在電力變壓器高壓試驗(yàn)中，一定要選取合理的試驗(yàn)條件、方法與內(nèi)容，并且注重試驗(yàn)過(guò)程中的安全設(shè)計(jì)，以保證試驗(yàn)操作的順利進(jìn)行，獲取相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而科學(xué)判定變壓器的綜合性能。

審核編輯：郭婷