便携式现场变压器局放感应耐压试验装置研究·

发表时间:2020/7/30   来源:《当代电力文化》2020年第7期   作者:王殿忠
[导读] 随着经济和电力行业的快速发展,加强电力建设是国家发展建设中的重中之重,因为电力是维持社会诸多方面发展的基础和关键
        摘要:随着经济和电力行业的快速发展,加强电力建设是国家发展建设中的重中之重,因为电力是维持社会诸多方面发展的基础和关键。一旦电力供应出现问题,造成损失与影响将是不可估量的。在此背景下,为保证相关电力设备正常运行,有必要对其进行定期检查,以便及时发现潜在的故障问题。变压器是电力设备的重要组成部分之一,能够实现电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等等。在变压器定期检查中,局放感应耐压试验是其中一项重点检测项目。在这一检测项目中,由于设备多、重量重,体积大,每次开展需投入诸多设备、大量人力、物力,造成了试验不便,试验开展频次不高的情况。另外,针对电压互感器和变压器不同的试验项目都有各种专用的测试仪器完成,通常一种仪器只能适应一个试验项目,这样在现场试验时需要携带很多测试仪器,并需要频繁更换测试仪器,改变测试接线,有些试验项目还需外配试验电源等设备,在现场需要进行组建测量系统,给测试工作带来很多不便,也不利于提高工作效率。
        关键词:变压器;局部放电;感应耐压;试验装置
        引言
        目前变压器局放感应耐压试验装置多存在分散化现象,导致试验效率低,成本消耗较高,为此本文研究一种便携式现场变压器局放感应耐压试验装置,集各设备功能为一体,改善传统分立仪器测试模式。对新装置组成框架进行设计和分析,选择装置组成设备以及设计装置连接方案,完成对其运行程序进行设计,利用设计的新装置进行现场变压器局放感应耐压试验,由此说明新装置在局放感应耐压试验中更为有效,为变压器故障检测工作提供极大便利,保证了电力安全运行。
        1感应耐压试验的原理
        该试验用来验证线端和它所连接的绕组对地及对其他绕组的交流耐受强度,同时也验证相间和被试绕组纵绝缘的交流耐受强度试验接线按照变压器运行工况进行,试验中对称电压出现在线端和匝间,中性点没有电压。三相变压器采用三相电压进行试验。由于其变压器刚出厂时,没有经过在长时间实际电网环境中运行,没有外施其额定电压和频率的电源作长期的试验,以致绕组匝间、层间和段间的电压不足以达到电介质缺陷处的击穿电压,难以造成这些绝缘缺陷处的放电和击穿,存在这种绝缘隐患的变压器与绝缘性能良好的同类变压器的空载电流和空载功耗没有太大的差别,故而难以发现这些隐患。感应耐压试验给变压器施加两倍额定电压以上的电压,可在纵绝缘缺陷处建立更高更集中的场强,绕组匝间、层间和段间的电压达到并超过电介质缺陷处的击穿电压,使缺陷暴露。感应耐压试验给变压器施加的频率在两倍的额定频率以上,较高的频率又可大大降低固体电介质的击穿电压,使得绝缘缺陷更容易被击穿。感应耐压试验所规定的外加电压的作用时间亦可保证绝缘缺陷的击穿,故感应耐压试验可以可靠地检测变压器纵绝缘性能的好坏。
        2便携式现场变压器局放感应耐压试验装置设计
        2.1变压器局放感应耐压试验装置设计框架
        在制样机框架(含软件)的基础上,研制便携式现场变压器局放感应耐压试验装置。该装置主要由三部分组成:试验电源、测量系统、控制显示人机系统。在上述试制样机框架的基础上。本文变压器局放感应耐压试验装置采用一体化设结构,内置变频电源、隔离变压器和测量控制电路。工作流程如下:首先接通电源,当电源是正常情况时,变频电源会正常通电并处于待机状态;启动测量后,测量电路将实时测量数据送到变频电源,变频电源将这些数据与设定值比较,调整输出,当某一个输出量达到设定值时,将不再升压。变频电源实时检测电源工作状态,出现异常便切断输出,并发送故障信息到显示器。
        2.2被试变压器及试验接线
        感应式振荡型操作耐压试验在某变电站1号主变上开展,该变压器型号为SFZ7-40000/110,额定电压110kV、容量40MVA的双绕组油浸式电力变压器。

在运行过程中变压器出现轻瓦斯告警,停电诊断性试验时发现变压器低压绕组绝缘电阻偏低,吸收比为0.52,明显低于相关规程规定的1.3,通过绕组变形试验诊断出C相低压绕组存在变形,初步判断C相低压绕组可能存在非接触绝缘性缺陷。感应式振荡操作冲击耐压试验利用变压器自身的电磁感应原理,由冲击电压发生器在变压器低压绕组加压,在高压绕组上会感应出高幅值振荡操作冲击电压。通过改变冲击电压发生器的波头电阻Rf、波尾电阻Rt和调波电感La参数值可以产生满足标准要求的振荡型操作冲击电压。变压器低压绕组为三角形接法,以C相试验为例,低压绕组c相套管经电容分压器与冲击电压发生器相连,a相开路,b相接地。高压绕组被试相C相套管与电容分压器相连,非被试相开路。
        2.3试验电源容量估算
        三相发电机单相运行时,考安全系数1.1及中间变电压变换因数1.1,其容量:SF=149.2/0.667×1.1×1.1=217KVA为了避免自励磁问题,应该考虑选择1.5~2倍的容量,才能确保安全试验。因此可采用输出容量400KVA,输出电压0.8kV,COSФ=0.2,频率200Hz发电机组。
        3故障处理及修后试验
        确认击穿原因后,按以下步骤对缺陷设备进行处理:1)解开击穿引线绝缘支架上的胶木螺栓,按设计图纸要求增加绝缘垫块,复查器身各部位尺寸是否符合图纸要求。2)更换受损的中性点引线和低压尾端引线,替换旧的冷压点,重新冷压压紧,避免在原有引线回路上增加新接触面。3)对排出的变压器油进行热油循环,最大限度的滤除氢气、乙炔等气体。4)干燥器身,重新装配后紧固,重新注油,循环,静置72h。静置结束后,复测低压试验,各绕组绝缘电阻、电容量及介损试验数据合格,直流电阻与故障处理前无明显差别;复测雷电全波冲击试验与外施工频耐压试验通过。200Hz试验电压下,复测短时感应耐压试验,高压侧最高增强电压680kV持续30s顺利通过,绝缘裕度满足要求。对其他两相变压器进行排油后引线尺寸检查,发现同样存在引线交叉处未安装绝缘垫块的情况,按上述步骤进行绝缘垫块补装后,短时感应耐压复测试验合格。因重新吊罩、排油、处理、复装、滤油然后静置需要时间,导致验收过程中3台变压器实际出厂时间推迟了近1个月,目前均已投入运行。
        结束语
        变压器局放感应耐压试验装置存在试验效率低,成本消耗较高等问题。为此,本次研究一种集多功能为一体的便携式现场变压器局放感应耐压试验装置器。本装置研究的将数字化可程控的无局放变频试验电源与多功能测量表计进行有效融合,源表一体,通过结构集成,软件集控,使得整套装置真正成为高度智能化、多功能的测量装置,提高了工作效率,并同时减少了试验成本。
        参考文献
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