電力變壓器電氣高壓試驗技術和關鍵點分析

郝斌

摘要：電力變壓器內部故障占故障總數的90%以上，其中大部分與內部絕緣系統相關，常見故障包括線端匝間、層間短路，絕緣支撐件、絕緣油老化或故障，引線對地放電等。局部放電試驗是驗證大型油浸式電力變壓器是否滿足出廠或投入運行條件的重要試驗，也是評價設備狀態，預防故障的重要手段，其可以有效發現設計絕緣裕度不足、絕緣紙浸漬不充分、絕緣件質量不良、懸浮電位、絕緣系統老化損壞、內部存在異物等影響設備運行的問題。同時試驗數據可以為檢修決策的制定提供針對性幫助，有利于提高檢修工作效率?；诖?，本篇文章對電力變壓器電氣高壓試驗技術和關鍵點進行研究，以供參考。

關鍵詞：電力變壓器;高壓試驗;技術

引言

隨著電力系統不斷加速發展，我國電力建設得到了本質上的提升，開始形成大容量、高技術的電力體系。變壓器作為電力系統中的常用裝備，裝備內部的初級、次初級線圈以及磁芯相互配合才能夠保證裝置運轉，變壓器長時間工作出現故障的可能性較大，故障發生的原因是什么、故障點在哪兒還需通過電氣試驗來判定。上述體系在運行的過程中受不同因素的影響非常容易出現變壓器強度降低或老化現象，導致系統安全受到嚴重威脅。

1電力發展情況概述

電力建設并不屬于新興事物。電力能源在實際生活中的作用非常大，其利用最早在工業革命時期。如今各行業對于電力能源的需求只增不減，行業對電能越來越依賴，電能已成為生活中不可或缺的重要要素，面對社會對電能需求越來越大的情況需要繼續進行電力工程建設。電力能源安全輸送需要依靠變壓器，其是確保系統運行安全的關鍵因素。一般變壓器發生故障的概率較小，但發生故障概率小和不發生故障是兩個不一樣的概念。變壓器出現故障是一個大問題，問題的解決非常棘手。變壓器出現故障后雖會出現異常表現，但這些表現通常是無法通過肉眼直接觀察到的，即使具有多年工作經驗也不能準確判斷變壓器故障類型，需進行電氣試驗通過電氣試驗來了解實際情況。

2電力變壓器高壓試驗的關鍵點

電力變壓器高壓試驗的過程中應逐步按照設計規范接線，確定無誤后方可按照操作要求將調壓器調整到“零”位，然后接通電源，直至綠色指示燈亮后按下啟動按鈕。此時，操作人員順時針調節調壓器手柄，緩慢升壓，逐步完成各項試驗操作內容。絕緣試驗中先測量絕緣電阻值，通過高壓試驗裝置可以直接讀取。與此同時，還需要利用數顯泄露電流測試儀測量高壓試驗中電力變壓器的泄露電流，分析在額定工作電壓下其是否存在質量缺陷。如高低壓狀態下的泄露電流存在明顯差異，則電力變壓器性存在質量缺陷，應進行拆檢處理。除此之外，還可以通過局部放電試驗檢驗變壓器零部件絕緣效果，測試時直接將工頻電壓將低到局部放電試驗電壓，持續10min左右，測量局部放電情況或直接將過電壓降低到局部放電試驗電壓，持續1h左右，測量局部放電情況。特性試驗中則可以先通過雙電壓表測定工況運行環境下變壓器變比，分析接線組別及變電壓情況;可以進一步進行交流耐壓試驗，在前期絕緣試驗參數基礎上計算電力變壓器的集中性能缺陷，并配合介質損耗觀察高壓試驗中變壓器性能參數，確定其主絕緣變化趨勢。

3電力變壓器高壓試驗應用與分析

3.1電力變壓器的絕緣試驗

電力變壓器的絕緣試驗不能盲目進行，在進行該項試驗前一定要先了解具體情況。電力變壓器的絕緣試驗，一種根據試驗性質進行分類而另一種是根據試驗的范圍進行分類。前者一定要注意要控制電壓、避免電壓過高。進行這樣的實驗不會對設備造成負面影響，還是比較提倡進行的。工作人員進行電力變壓器的絕緣試驗，試驗過程中收集數據并進行試驗過程出現的物理現象記錄，之后借助專業知識和工作經驗進行科學的判斷，判斷出設備的絕緣能力大小。電力變壓器潛在的缺陷與隱患可通過絕緣試驗來發現，在實驗的過程中可以定時間，在試驗結束后注意再次進行鑒別試驗，從而保證結果的準確性。

3.2仿真試驗

為了驗證所提出的控制策略的正確性，在Matlab/Simulink環境下搭建了系統的仿真，針對提出控制策略主要應用在電流補償控制上，進行了電流補償的仿真驗證。主要電路參數為：電網相電壓有效值E=500V，電網頻率f=50Hz;負載電阻為R=30Ω～60Ω;變流器側電感L=1e-3mH，直流電容C=400μF。系統整體控制方式如下：電流補償部分電壓外環采用PI控制，電流內環采用所設計的基于反步法的變流器電流控制器;電壓補償部分采用PI控制。兩者獨立控制，調制方式為正弦脈寬調制（SPWM）。仿真工況為：負載側為不控整流橋與電阻相連，在0.5s時，電阻從60Ω變為30Ω。分別為控制前后的電網電流局部響應曲線，電網電流被較好地控制為正弦波形，同時，在突變負載后在較短的時間內被重新控制，具有較強的穩定性。直流母線電壓波形，在突變負載后仍能回到初始設定值。

3.3適應性供熱技術應用效果

本技術應用在國電智深DCS系統上完成系統搭建。在當前運行模式為C，太原、交城熱網調度循環水量分別為8000t/h和4000t/h，1、2號機組蒸發量分別為720t/h和765t/h的工況下，通過改變太原、交城熱網調度供水溫度，測試適應性供熱系統的有效性。通過測試結果可看出，隨著太原、交城熱網調度水溫的升高，最優模式依次從模式A升至模式F。若當前模式不是最優模式時，適應性供熱系統提示模式切換、順控方向和步驟。若當前模式是最優模式時，適應性供熱系統提示模式優化及優化供熱參數，包括1、2號機向太原和交城熱網供汽量、優化背壓及優化發電量，如表2所示。實驗結果表明，該適應性供熱系統能夠實時準確地根據系統狀態自動選擇模式切換或運行參數優化，使供熱負荷與供熱需求間誤差不超過1%。局部放電特征圖譜，能有效區分多處局部放電源，能夠準確判斷局部放電類型、局部放電大小和局部放電位置。綜上，通過運用本次設計的高壓電纜局部放電在線監測與定位系統對高壓電纜在基建和生產運行中的故障類型進行統計、分類和梳理，對故障機理及成因進行理論分析和仿真計算，將帶電檢測技術與局部放電試驗的有機結合，提升檢測準確性和效率，跟蹤掌握高壓電纜的健康狀況，開展全壽命周期管理，及時發現潛在的早期絕緣缺陷，為發電企業檢修、技術改造等工作提出相應意見和支持，提升設備可靠性和經濟性。

結束語

高壓試驗可以為變壓器運行提供準確的數據，確保變壓器在正常范圍內運行，從本質上提升變壓器的安全性、可靠性和有效性，最大限度降低了相關因素對變壓器造成的影響。在實施變壓器高壓試驗的過程中人員要對故障問題進行全面分析，結合問題內容及實踐經驗為變壓器運行提供一定的幫助，從而保證變壓器能夠正常運行。要對故障因素進行實時控制，對故障因素進行預防，從而降低變壓器運行風險，提升變壓器運行效益。

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