電力變壓器高壓試驗(yàn)及故障處理分析

唐新宇，朱 玉，李詣烽

（南昌科晨電力試驗(yàn)研究有限公司，江西 南昌 330000）

社會的發(fā)展與進(jìn)步使得我國電網(wǎng)的覆蓋范圍在不斷增大，而各行各業(yè)對電力需求的逐步上升，對電網(wǎng)的日常供電穩(wěn)定性提出了更多要求。變壓器設(shè)備在整個電力設(shè)備中起到了電壓調(diào)節(jié)與維持電壓穩(wěn)定性的重要作用，因此針對變壓器安裝環(huán)節(jié)進(jìn)行高壓試驗(yàn)，并確保試驗(yàn)環(huán)節(jié)故障定位及時性具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 變壓器高壓試驗(yàn)條件分析

為確保變壓器高壓試驗(yàn)環(huán)節(jié)所獲取到試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在試驗(yàn)之初就應(yīng)確保將所需的試驗(yàn)條件始終控制在合理范圍內(nèi)。以環(huán)境因素為例，其對變壓器高壓試驗(yàn)效果的影響較大，而之所以出現(xiàn)此種現(xiàn)象，與其所采用材料的自身絕緣特質(zhì)和溫度變化之間存在著密不可分的關(guān)系。在外部溫度提升的狀態(tài)下，變壓器自身的絕緣性能卻會隨之降低，因此要求必須將試驗(yàn)的環(huán)境溫度始終控制在-20~40℃的范圍內(nèi)；此外，應(yīng)對環(huán)境濕度條件予以控制，通常應(yīng)將其濕度保持在85%以下，繼而避免出現(xiàn)外部因素過多影響最終試驗(yàn)結(jié)果的現(xiàn)象[1]；粉塵以及部分氣體，同樣會對變壓器的絕緣性能造成不良影響，這就要求技術(shù)人員必須采取合適措施，以達(dá)到對不良因素的嚴(yán)控目的，提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；在變壓器高壓試驗(yàn)過程中，保證所試驗(yàn)電氣設(shè)備的安全性較為重要，在試驗(yàn)前必須根據(jù)相關(guān)規(guī)定在其中接入一定阻值的保護(hù)電阻，繼而確保一旦出現(xiàn)超出變壓器承受電壓極限的情況后，及時斷開線路避免出現(xiàn)安全事故。對于變壓器的高壓試驗(yàn)來說，必須將電壓值始終控制在合理范圍內(nèi)，并確保全過程不會對變壓器額定容量造成損壞，且需要為其提供良好的運(yùn)行散熱環(huán)境。

2 變壓器高壓試驗(yàn)方法

作為工作人員需要依照所設(shè)計(jì)的連接圖將控制箱與引線進(jìn)行連接，以維持全過程的電壓穩(wěn)定性與安全性。在將電源接通后，需要對儀器儀表指示燈予以密切關(guān)注。若綠燈亮起即可按下啟動鍵，紅燈亮起即可執(zhí)行升壓操作，且需要按順時針順序轉(zhuǎn)動手柄，要求工作人員嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范，以降低事故發(fā)生風(fēng)險[2]。完成試驗(yàn)操作任務(wù)后，即要求工作人員確保將電壓進(jìn)行及時調(diào)整，歸零后將停止鍵按下并斷開電源，最后將所有接線位置解開即代表確認(rèn)完成試驗(yàn)任務(wù)。常見的變壓器規(guī)格（高壓試驗(yàn)）見表1。

表1 常見的幾類變壓器規(guī)格（高壓試驗(yàn)）

3 變壓器高壓試驗(yàn)環(huán)節(jié)中的安全措施

由于變壓器高壓試驗(yàn)的特殊性，使得其對于試驗(yàn)人員的專業(yè)性有著極高的要求，作為操作人員必須嚴(yán)格遵循相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行操作任務(wù)，繼而避免出現(xiàn)高壓試驗(yàn)方面的安全問題。試驗(yàn)全程需要佩戴專用的防護(hù)設(shè)備，以降低由于人為因素出現(xiàn)安全風(fēng)險后安全事故的發(fā)生幾率。針對變壓器設(shè)備進(jìn)行高壓試驗(yàn)前，必須提前做好一系列的準(zhǔn)備工作，例如人員調(diào)配、工具配置以及現(xiàn)場儀器安裝等，同時應(yīng)為試驗(yàn)場地創(chuàng)設(shè)安全防護(hù)環(huán)境，將警示標(biāo)志擺放在場地四周以避免人員誤進(jìn)入到場地出現(xiàn)安全事故。試驗(yàn)全程均需要由專業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場巡視，以提高試驗(yàn)整體安全性。在正式展開變壓器對應(yīng)高壓試驗(yàn)前，必須確保所包含所有線路的連接緊密性。建議根據(jù)不同試驗(yàn)?zāi)K的類型與儀器設(shè)備的具體型號，制定具有針對性的試驗(yàn)方案，繼而達(dá)到匹配試驗(yàn)要求的根本目的。預(yù)先的模塊試驗(yàn)環(huán)節(jié)同樣是順利推進(jìn)試驗(yàn)進(jìn)程的關(guān)鍵因素，奠定了提升高壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果獲取準(zhǔn)確性的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

每一個參與到變壓器高壓試驗(yàn)中的人均應(yīng)確保分工的合理性，并需要在高壓試驗(yàn)環(huán)節(jié)做好各個部門之間的協(xié)同工作，從而在提升試驗(yàn)工作效率的同時，也確保了試驗(yàn)全程的安全性與可靠性。保證線路的完整效果極為重要，這就要求作為操作人員必須在展開高壓試驗(yàn)前，確保變壓器線路的連接準(zhǔn)確性，并做好將其與設(shè)備外殼的接地工作，對于變壓器來說，其繞組尾端處以及測量繞組位置，即使處于準(zhǔn)備期間也應(yīng)提前做好接地工作[3]。在高壓試驗(yàn)推進(jìn)過程中，升壓環(huán)節(jié)需要確保電壓升高的穩(wěn)定性，且應(yīng)仔細(xì)觀察在執(zhí)行升壓操作任務(wù)時，各類儀器儀表的變化效果。無論出現(xiàn)何種異常現(xiàn)象（例如指針?biāo)矔r波動過大、線路接頭處有電火花出現(xiàn)或是未能觀察到試驗(yàn)開始時正常的儀器反應(yīng)等），均需要立即對線路做斷電處理，并進(jìn)行及時檢查以降低事故發(fā)生風(fēng)險。

4 變壓器高壓試驗(yàn)過程中的常見故障類型與處理方法

4.1 內(nèi)部聲音異常

在正常運(yùn)行狀態(tài)下，變壓器所產(chǎn)生的電磁交流聲的頻率具有穩(wěn)定性，因此一旦發(fā)現(xiàn)在高壓試驗(yàn)過程中有異常聲音出現(xiàn)，則應(yīng)從變壓器過載、外層硅鋼片未能有效夾緊、電壓過高、接線接觸不良以及零部件松動等角度對變壓器故障予以考慮。除此之外，若變壓器繞組內(nèi)部通過電流過大，也極易出現(xiàn)此類故障現(xiàn)象。所表現(xiàn)出的故障現(xiàn)象較為明顯，因此在對試驗(yàn)環(huán)節(jié)做綜合分析時故障位置定位較為準(zhǔn)確，若能夠保證零部件更換的及時性即可快速解決相關(guān)問題。在故障發(fā)生后，操作人員能夠較為輕松的依照變壓器的運(yùn)行聲音判斷是否存在故障現(xiàn)象，繼而制定具有針對性的問題解決方案[4]。需要注意的是，故障發(fā)生后在對變壓器故障部位檢查前，需要進(jìn)行斷電處理，嚴(yán)禁通電過程中有操作人員接觸線路的情況出現(xiàn)。根據(jù)判斷出的故障原因，操作人員需要與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行比對，排除故障后才可推進(jìn)后續(xù)試驗(yàn)進(jìn)程。

4.2 自動跳閘

若發(fā)現(xiàn)在高壓試驗(yàn)過程中，變壓器出現(xiàn)了自動跳閘現(xiàn)象，則要求操作人員應(yīng)根據(jù)外部線路檢查結(jié)果對故障原因予以明確。若是由于操作人員在高壓試驗(yàn)環(huán)節(jié)誤操作，導(dǎo)致出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，則只需要在對儀器儀表進(jìn)行復(fù)位后即可正常推進(jìn)試驗(yàn)進(jìn)程。但若并非人為原因?qū)е庐a(chǎn)生跳閘現(xiàn)象，則要求參與到試驗(yàn)的全體操作人員對線路與變壓器內(nèi)部進(jìn)行檢查，從而降低由于變壓器自身原因而導(dǎo)致出現(xiàn)安全事故的風(fēng)險（此類變壓器在經(jīng)過長期使用后極易產(chǎn)生電火花）。若變壓器周邊有火災(zāi)現(xiàn)象出現(xiàn)，則將自動進(jìn)行自我保護(hù)動作，并通過啟動斷路器切斷線路的方式，避免電氣設(shè)備損毀。若發(fā)現(xiàn)在出現(xiàn)火災(zāi)時，未能自動斷開，則應(yīng)及時采取手動操作以達(dá)到斷路器斷開目的，其也是在出現(xiàn)火災(zāi)情況后針對變壓器設(shè)備進(jìn)行及時操作的前提條件。常見套管破損現(xiàn)象（變壓器設(shè)備自動跳閘）如圖1所示。

圖1 常見套管破損現(xiàn)象（變壓器設(shè)備自動跳閘）

4.3 油位過高或過低

若變壓器設(shè)備處于正常工作狀態(tài)下，其油位也將會被始終控制在規(guī)定的合理范圍內(nèi)，但仍需依照試驗(yàn)的實(shí)際情況對油位予以調(diào)整。因此，在實(shí)際的高壓試驗(yàn)環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)變壓器設(shè)備有明顯的油位變化情況，則需要操作人員對變壓器是否存在漏油現(xiàn)象予以判斷。以油位有明顯上升為例，則應(yīng)首先對環(huán)境溫度因素予以考慮，判斷是否由于溫度急劇變化而出現(xiàn)油位不正常上升或下降現(xiàn)象。若可以將環(huán)境因素排除，則作為操作人員首先需要對呼吸管以及油標(biāo)管進(jìn)行檢查，從而明確是否在運(yùn)行環(huán)節(jié)存在堵塞現(xiàn)象。此外，應(yīng)聯(lián)系結(jié)構(gòu)的實(shí)際檢查情況落實(shí)處理方案，從而保證變壓器設(shè)備在正常使用時維持其穩(wěn)定性與安全性。

4.4 瓦斯保護(hù)與繞組故障

導(dǎo)致出現(xiàn)瓦斯保護(hù)故障的原因較多，例如油位過低、回路故障等。一旦產(chǎn)生瓦斯保護(hù)故障現(xiàn)象，作為操作人員首先需要對變壓器進(jìn)行全面檢查以幫助明確故障發(fā)生的主要原因。此外，應(yīng)確保故障排除的及時性，確認(rèn)檢驗(yàn)合格后才能投入到正式使用過程中；繞組故障的發(fā)生頻率同樣較高，產(chǎn)生繞組故障后就應(yīng)及時檢查變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，繼而制定及時排除短路或繞組接地等故障的解決方案。如此，才能進(jìn)一步提升變壓器設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，為充分滿足各行各業(yè)對于電力供應(yīng)質(zhì)量與穩(wěn)定性的需求提供完備條件。試驗(yàn)中變壓器設(shè)備繞組燒毀，如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)中變壓器設(shè)備繞組燒毀

5 結(jié)束語

綜上所述，對于變壓器設(shè)備來說，制定并及時落實(shí)切實(shí)可行的高壓試驗(yàn)方案極為重要。因此，在推進(jìn)高壓試驗(yàn)進(jìn)程的過程中，必須嚴(yán)控周邊環(huán)境因素，繼而降低由于環(huán)境因素對高壓試驗(yàn)結(jié)果造成不良影響。從操作人員角度來看，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行高壓試驗(yàn)操作任務(wù)，繼而提升高壓試驗(yàn)環(huán)節(jié)的整體穩(wěn)定性與安全性，維持變壓器的正常運(yùn)行狀態(tài)，從而確保最大程度地滿足不同電網(wǎng)運(yùn)行階段對電能質(zhì)量與穩(wěn)定性的相關(guān)要求。