變電運(yùn)行過(guò)程中變壓器電氣試驗(yàn)信息的研究

張世杰 張威

摘 要：狀態(tài)檢測(cè)逐漸受到了國(guó)內(nèi)外電力行業(yè)的關(guān)注。隨著我國(guó)對(duì)變電運(yùn)行越來(lái)越重視，對(duì)于變電運(yùn)行過(guò)程中變壓器電氣試驗(yàn)也更加關(guān)注。基于此，本文分析了繞組直流電阻分析、絕緣電阻及吸收比和極化指數(shù)的分析、泄露電流的分析、繞組介損的分析、鐵芯絕緣分析這些變電運(yùn)行過(guò)程中變壓器電氣試驗(yàn)信息分析的進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)行；變壓器；電氣試驗(yàn)

電力行業(yè)關(guān)系到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。目前，我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)加深、經(jīng)濟(jì)也得到了快速的增長(zhǎng)，這就使得人們的用電需求增加。在這樣的背景下，電力企業(yè)的電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大、電力系統(tǒng)的容量也有所提升。但是，電力系統(tǒng)容量的增加使得設(shè)備故障的發(fā)生概率增加，對(duì)人們的生活造成了極大的影響?；诖?，電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的提升成為了相關(guān)人員的工作重點(diǎn)，使得對(duì)變電運(yùn)行過(guò)程的研究更加重要。本文對(duì)變電運(yùn)行過(guò)程中，變壓器電氣試驗(yàn)信息進(jìn)行了探究，為相關(guān)工作人員提供參考。

一、對(duì)繞組直流電阻的分析

變壓器繞組的直流電阻分析與測(cè)量是變電運(yùn)行過(guò)程中變壓器電氣試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，雖然測(cè)量的方式較為簡(jiǎn)單，但是其作用十分重要。在對(duì)變壓器繞組的直流電阻進(jìn)行分析與測(cè)量時(shí)，能夠觀察到電流回路在變電運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的問(wèn)題。例如，內(nèi)部焊接質(zhì)量問(wèn)題、繞組匝間短路、繞組斷股等等。

在對(duì)變壓器繞組的直流電阻進(jìn)行分析時(shí)，變壓器電阻的不平衡參數(shù)是主要的參考依據(jù)。通常情況下，若變壓器的視在功率大于1.6MVA，那么在正常情況下，電阻之間的差異以及線路之間的差異都要小于3。若變壓器的視在功率小于等于1.6MVA，那么正常情況下，電阻之間的差異應(yīng)該三相平均值的4%。

二、對(duì)絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)的分析

對(duì)絕緣電阻進(jìn)行測(cè)試是變電運(yùn)行過(guò)程中變電器試驗(yàn)較為常用的一種方式。相比于其他的試驗(yàn)方式，絕緣電阻測(cè)試過(guò)程較為簡(jiǎn)單，所得出的結(jié)論也較為容易分析。絕緣電阻測(cè)試主要的進(jìn)行方式就是通過(guò)一分鐘內(nèi)運(yùn)行的設(shè)備中的絕緣電阻進(jìn)行判斷，利用絕緣電阻的大小、吸收比對(duì)絕緣過(guò)程中的受潮情況或問(wèn)題產(chǎn)生進(jìn)行判斷。若是設(shè)備中的絕緣電阻較高，則能夠說(shuō)明設(shè)備的絕緣性能良好；若是絕緣電阻下降，則說(shuō)明該設(shè)備中絕緣已經(jīng)老化或是受潮。

通常情況下，要將絕緣電阻利用R2=R1×1.5（t1+t2）/10換算成20℃時(shí)的電阻值，對(duì)于絕緣電阻受環(huán)境溫度的影響因素進(jìn)行排除。公式中，R2代表絕緣電阻在t2溫度下的電阻值，R1代表絕緣電阻在t1溫度下的電阻值。

利用公式K=R10/R15以及P=R10/R1能夠分別計(jì)算出絕緣電阻的吸收比和極化指數(shù)，K為絕緣電阻的一分鐘內(nèi)的組織和在15s時(shí)的阻值比，即為吸收比；P為絕緣電阻10min時(shí)與1min時(shí)的電阻值比值，即為極化指數(shù)。要保證常溫下35kV及以上的變壓器吸收比高于1.3、極化指數(shù)要高于1.5。當(dāng)設(shè)備中的絕緣電阻高于10000MΩ時(shí)，要擺正吸收比高于1.1、極化指數(shù)高于1.3。

三、對(duì)泄露電流的分析

設(shè)備中泄露電流的分析與測(cè)量原理與作用都與絕緣電阻的測(cè)量相類似。但是，由于泄露電流測(cè)試中，試驗(yàn)電壓相對(duì)較高，所以試驗(yàn)的準(zhǔn)確性以及靈敏程度都比絕緣電阻的測(cè)量要好?；谶@樣的情況，對(duì)于設(shè)備泄露電流進(jìn)行測(cè)試能夠檢測(cè)出變壓器的局部缺陷以及設(shè)備中還沒(méi)有完全貫通的集中性缺陷。

變壓器的溫度、絕緣的結(jié)構(gòu)等都是泄露電流的影響因素，在《電力變壓器預(yù)試驗(yàn)規(guī)程》中，并沒(méi)有進(jìn)行特別的規(guī)定。[1]通常情況下，220kV的變壓器，泄露電流的數(shù)值要小于50μA。在這樣的條件下，一旦泄露電流介于50μA-80μA之間，試驗(yàn)人員要進(jìn)行注意；當(dāng)泄露電流大于80μA，即可判定設(shè)備處于不良狀態(tài)。

四、對(duì)繞組介損的分析

介損的測(cè)量靈敏程度較高，其結(jié)果能夠完成對(duì)設(shè)備絕緣受潮、老化變質(zhì)、設(shè)備局部缺陷的判斷。例如，變壓器的套管在正常情況下的介損值為0.5%，受潮情況下的介損值為3.5%。在這樣的情況下，使用絕緣電阻測(cè)量的方式對(duì)變壓器進(jìn)行檢驗(yàn)的話，則無(wú)法有效的區(qū)別正常條件下與受潮條件下之間的數(shù)值區(qū)別，而介損值的測(cè)量就能進(jìn)行明顯的區(qū)分。由于介損測(cè)量的靈敏程度高，被廣泛應(yīng)用于電力設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)中。

介損值受到環(huán)境溫度的影響，正常情況下，溫度越高介損值就越大。在進(jìn)行實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中，會(huì)以變壓器頂層的油溫為標(biāo)準(zhǔn)溫度，將不同溫度下的介損值利用tanδ2=tanδ1×1.3（t2-t1）進(jìn)行換算，其中tanδ代表介損值，t2和t1代表不同的溫度。[2]

五、鐵芯的絕緣分析

變壓器在正常的運(yùn)行條件下，由于變壓器繞組產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致寄生電容的產(chǎn)生，鐵芯是不會(huì)進(jìn)行多點(diǎn)接地的。變壓器繞組產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)受到電磁感應(yīng)的作用，會(huì)在低壓繞組與鐵芯之間、高低壓繞組之間、設(shè)備外殼與鐵芯之間都產(chǎn)生寄生電容，使得鐵芯受寄生電容與帶點(diǎn)繞組的共同作用產(chǎn)生電位。一旦兩點(diǎn)之間的電位差達(dá)到能夠擊穿絕緣的閾值，則會(huì)產(chǎn)生電火花。經(jīng)過(guò)不斷的積累，就會(huì)對(duì)變壓器和固體絕緣產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

為了防止產(chǎn)生的電位差對(duì)變壓器造成影響，可以將設(shè)備外殼與鐵芯進(jìn)行連接，使得外殼與鐵芯呈現(xiàn)等位的狀態(tài)。若使用多點(diǎn)接地，則會(huì)在不同的接地點(diǎn)產(chǎn)生不同的店電位，引發(fā)局部過(guò)熱使得絕緣油分解，甚至?xí)霈F(xiàn)鐵芯損壞、影響變壓器正常運(yùn)行的情況發(fā)生。

另外，電容型套管介損和電容量的分析也是試驗(yàn)的方式。油紙電容型絕緣結(jié)構(gòu)是高壓套管中常用的一種結(jié)構(gòu)，一旦結(jié)構(gòu)受潮，絕緣結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性就會(huì)增加，使得絕緣被破壞，相應(yīng)的介損值也會(huì)增大。所以，通過(guò)測(cè)量介損值以及電容量就能很好的判斷出絕緣結(jié)構(gòu)是否受潮，幫助相關(guān)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器運(yùn)行中的缺陷。

六、總結(jié)

綜上所述，變壓器運(yùn)行過(guò)程中的變壓器電氣試驗(yàn)這種狀態(tài)檢修在我國(guó)已經(jīng)得到了應(yīng)用于發(fā)展，由于其對(duì)相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的更好保護(hù)，引起了國(guó)內(nèi)外電力行業(yè)的廣泛關(guān)注。繞組直流電阻分析、絕緣電阻及吸收比和極化指數(shù)的分析、泄露電流的分析、繞組介損的分析、鐵芯絕緣分析等，都是很好的變電運(yùn)行過(guò)程中變壓器試驗(yàn)信息分析的方式，能夠幫助相關(guān)人員對(duì)變壓器的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧月輝.變電運(yùn)行過(guò)程中變壓器電氣試驗(yàn)信息分析[J].裝備制造，2014（S2）：133-134.

作者簡(jiǎn)介：張世杰（1979-），男，內(nèi)蒙古五原縣人，本科，助理工程師，研究方向：變電繼電保護(hù)與電氣試驗(yàn)；張威（1989-），男，內(nèi)蒙古五原縣人，本科，助理工程師，研究方向：變電繼電保護(hù)與電氣試驗(yàn)。