主變近區(qū)短路后的電氣試驗(yàn)及診斷的研究

姜銘

(國網(wǎng)湖南省電力公司懷化供電分公司,湖南懷化,418000）

主變近區(qū)短路后的電氣試驗(yàn)及診斷的研究

姜銘

(國網(wǎng)湖南省電力公司懷化供電分公司,湖南懷化,418000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷深入，電力系統(tǒng)建設(shè)也逐漸完善，并且已經(jīng)逐漸走上現(xiàn)代化的道路，其中大型電力變壓器是整個(gè)電力系統(tǒng)中的核心部分。但是，一旦主變近區(qū)發(fā)生短路現(xiàn)象則會(huì)對(duì)其正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，甚至導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)癱瘓，因此進(jìn)行主變近區(qū)短路后的電氣試驗(yàn)及診斷的研究十分必要。

主變近區(qū)短路；電氣試驗(yàn)；診斷

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力能源的需求量也隨之增加，人們對(duì)于供電質(zhì)量的要求也越來越高，應(yīng)做好對(duì)電氣系統(tǒng)的監(jiān)督管理，從而保障電力設(shè)備的正常運(yùn)行，滿足人們對(duì)電力資源在數(shù)量、質(zhì)量方面的要求。同時(shí)，相關(guān)工作人員也應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行主變近區(qū)短路后的試驗(yàn)，從而避免和減少短路現(xiàn)象的發(fā)生，保障電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

1 主變近區(qū)短路后的電氣試驗(yàn)

1.1 絕緣電阻

主變近區(qū)在發(fā)生短路情況時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生大量的短路電流，因此產(chǎn)生的電磁力對(duì)該條件下的變壓器構(gòu)成較大威脅，可能會(huì)產(chǎn)生電壓器變形的情況，致使匝、股等位置發(fā)生短路或者放電現(xiàn)象，最終導(dǎo)致整個(gè)電力設(shè)備設(shè)備癱瘓無法運(yùn)行。

1.2 直流電阻

當(dāng)主變近區(qū)發(fā)生短路現(xiàn)象之后，短路電流將會(huì)快速經(jīng)過整個(gè)繞組，使繞組中的接頭以及其他位置的溫度持續(xù)升高或者產(chǎn)生接觸不良等問題，如果沒有對(duì)此情況進(jìn)行妥善的解決則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)變壓器由于溫度過高而被燒毀。

1.3 氣相色譜

在我國電力變壓器中通常利用的是油紙組合的方式，尤其是在大型電力變壓器絕緣工作中，但是由于主變近區(qū)中發(fā)生的短路故障產(chǎn)生的電流將會(huì)迅速轉(zhuǎn)變成大量熱量，將使油紙材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之后釋放出大量低分子碳水化合物，例如二氧化碳、氫氣等，如果不能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生的熱量進(jìn)行有效的控制，則隨著溫度的上升，油紙材料的化學(xué)反應(yīng)逐漸加強(qiáng)，產(chǎn)生大量的烯烴、烷烴等物體，因此產(chǎn)生的氣泡也會(huì)與油相溶，再在對(duì)流和擴(kuò)散的作用下，逐漸溶解殆盡。將油色譜與氣相色譜分析方法相結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)通過對(duì)溶解在油中氣體的研究，掌握其主要的構(gòu)成成分，再通過氣體顏色、味道等得出變壓器受損的情況和具體位置。

1.4 繞組變形試驗(yàn)

通過頻率響應(yīng)法和專業(yè)掃頻儀能夠準(zhǔn)確的對(duì)繞組進(jìn)行測(cè)試，并且與各個(gè)頻率段繞組的特征進(jìn)行相應(yīng)，繪制出響應(yīng)曲線，對(duì)于曲線的唯一性問題，專業(yè)工作人員可以根據(jù)頻響曲線對(duì)變壓器進(jìn)行判斷，看其是否會(huì)由于主變近區(qū)短路的問題而產(chǎn)生故障以及變形等情況。與其他電氣試驗(yàn)方式相比較來看，利用繞組變形試驗(yàn)和與之相對(duì)應(yīng)的具體頻響曲線，則能夠在變壓器發(fā)生微小改變的情況下，也能夠被非常直觀的反應(yīng)出來，從而使工作人員能夠快速的檢測(cè)出變壓器中發(fā)生的問題，使檢測(cè)效率和檢測(cè)成本得到有效的提升，為日后變壓器故障的修護(hù)提供寶貴的參考依據(jù)。具體的繞組變形測(cè)試如下所示。

如果繞組本身的機(jī)械機(jī)構(gòu)較為薄弱，那么在發(fā)生短路現(xiàn)象時(shí)，受到短路電流的沖擊會(huì)導(dǎo)致突發(fā)性損壞事故的發(fā)生，給電力系統(tǒng)帶來較大的損失。此外，繞組變形將會(huì)對(duì)機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響，再下一次短路現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，它將由于承受不住強(qiáng)大的電動(dòng)力作用而發(fā)生損壞。在使用英國fra-1型繞組變形測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，能夠明顯的發(fā)出ab（ax）幅頻特性曲線發(fā)生的變化，如圖1所示。將曲線Lab、曲線Lca與曲線Lbc相比較來看，在波峰、波谷的頻率分布位置、數(shù)量等方面都存在較大的區(qū)別，即三相繞組的幅頻響應(yīng)特性中的一致性較差。但是，由同樣制造廠在相同時(shí)間生產(chǎn)出具有相同型號(hào)的變壓器，它們的三相繞組幅頻響應(yīng)的一致性較強(qiáng)，因此能夠判斷出變壓器在遇到突發(fā)性短路中，將會(huì)受到電流的沖擊使繞組變形。從圖1中能夠清楚的看出，ab、ac與bc繞組相比較來看幅頻特性曲線發(fā)生了明顯的位移。

圖1 變壓器發(fā)生故障后的幅頻響應(yīng)特性曲線

因此，進(jìn)行響應(yīng)特性曲線的特性判斷的依據(jù)為：

第一，幅頻響應(yīng)特性曲線在100～600kHz頻段中的波峰或者波谷位置發(fā)生顯著的變化，將意味著繞組出現(xiàn)了扭曲、鼓包等部分變形的問題。

第二，幅頻響應(yīng)特性曲線高頻段大于600kHz時(shí)的波峰或者波谷位置發(fā)生顯著變化時(shí)，通常意味著繞組的對(duì)地電容發(fā)生了變化，可能將會(huì)發(fā)生繞圈整體移動(dòng)或者引線發(fā)生移動(dòng)等情況。

通過圖1能夠看出，ab繞組的幅頻響應(yīng)特性曲線頻率處于100～600kHz之間時(shí)，波峰或者波谷位置發(fā)生顯著的變化。將其與上述判斷依據(jù)相結(jié)合，則能夠準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出變壓器低壓繞組ab繞組中是否存在扭曲或者鼓包等局部變形的情況。經(jīng)過上述內(nèi)容的闡述，能夠清楚的量接到主變壓器中低壓繞組ab繞組已經(jīng)受到嚴(yán)重的損害，可能會(huì)引起該繞組的發(fā)熱、融化等現(xiàn)象，導(dǎo)致接觸不良。

1.5 主變空載試驗(yàn)繞組變形測(cè)試

主變空載試驗(yàn)主要包括兩個(gè)部分，即空載電流和空載損耗試驗(yàn)，通過此次試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У臋z查出磁路中是否存在局部或者整體缺陷問題，例如硅鋼片松弛、大面積硅鋼片短路、壓板和夾件絕緣損壞以及片間絕緣不良等問題。在試驗(yàn)中由于受到電源容量的制約，可以采用系統(tǒng)電壓進(jìn)行測(cè)試，利用空載試驗(yàn)和出廠報(bào)告判斷出主變是否存在問題或者缺陷。

2 主變近區(qū)短路后的電氣診斷

2.1 缺陷診斷

當(dāng)主變近區(qū)中發(fā)生短路現(xiàn)象時(shí)，由于產(chǎn)生大量的電流，受電流沖擊的影響繞組將會(huì)產(chǎn)生位移、變形等情況。但是在某種情況下，受到巨大電流沖擊后繞組并沒有立即出現(xiàn)損壞或者產(chǎn)生故障，但是這將為其日后的正常運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重的安全威脅。

2.2 診斷結(jié)果

當(dāng)發(fā)現(xiàn)變壓器的繞組出現(xiàn)變形等異常狀況時(shí)，專業(yè)工作人員應(yīng)立即對(duì)變形的程度以及產(chǎn)生變形的原因進(jìn)行科學(xué)的判斷，從而決定是否需要停止變壓器的運(yùn)行。再結(jié)合變壓器具體的故障特征以及平時(shí)用電情況進(jìn)行分析，如果主變近區(qū)短路現(xiàn)象導(dǎo)致低壓繞組產(chǎn)生微小的變形，并且處于用電高峰期的狀態(tài)下時(shí)，不能夠?qū)χ髯冞\(yùn)行產(chǎn)生較大的不利影響。

3 結(jié)束語

大型電力變壓器作為整個(gè)電力系統(tǒng)中的核心部分，當(dāng)發(fā)生主變近區(qū)短路現(xiàn)象時(shí)則會(huì)對(duì)其正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。通過電氣試驗(yàn)方法能夠使專業(yè)工作人員更加清楚準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)主變近區(qū)中電氣設(shè)備存在的故障，再將診斷數(shù)據(jù)與診斷結(jié)果相結(jié)合進(jìn)行綜合分析，從而采取合理措施，進(jìn)行有效解決，以此來保障電力系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

[1]王紅艷.主變近區(qū)短路后的電氣試驗(yàn)及診斷的研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2017,09:237.

[2]劉愛華.主變近區(qū)短路后的電氣試驗(yàn)分析與診斷[J].電工電氣,2013,11:50-52.

Electrical test and diagnosis of short circuit after main transformer short circuit

Jiang Ming
(State Grid Hunan electric power company Huaihua power supply branch,Huaihua Hunan, 418000)

With the deepening of China’s economic construction, the construction of the power system is gradually perfected, and has gradually embarked on the path of modernization, the large power transformer is the core part of the whole power system However, once the main transformer near the short circuited will adversely affect its normal operation, and even lead to paralysis of the entire study on the electrical power system, so the test and diagnosis of the area near the main circuit becomes very necessary

Main Transformer near short circuit; electrical test; diagnosis