电力变压器预防性试验技术要点分析

发表时间:2021/4/20   来源:《当代电力文化》2021年第2期   作者:赵亚军
[导读] 作为变电所及发电厂的主要设备以及核心元件,电力变压器的输送和传导电能的主要枢纽,也是可以有效确保整个系统的安全程度。
        赵亚军
        巢湖观湖风电场    安徽省合肥市巢湖市  238000
        摘要:作为变电所及发电厂的主要设备以及核心元件,电力变压器的输送和传导电能的主要枢纽,也是可以有效确保整个系统的安全程度。电力变压器的作用在于对电压进行升高、降低,以及对电流进行输送,从而对使用者的用电需求进行满足。电力变压器的使用状况是否良好,与变压器的检修方法、材料结构、设计结构都具有较强的关联性。基于此,本篇文章对电力变压器预防性试验技术要点进行研究,以供参考。
关键词:电力变压器;预防性试验技术;要点分析
引言
        现如今,引起电力变压器故障的原因有很多,其影响程度与短路点位置、短路时间、短路类型及短路前运行工况密切相关,短路故障是一个随机且复杂的问题。变压器故障同时涉及电磁场、机械和温度场等多物理场,需要进行耦合分析,在短路受力过程中还存在大量非线性问题及不可恢复的变形问题,理论算法或仿真计算都有一定的难度。所以,需要加强电力变压器预防性试验技术的有效分析。
1电力变压器概述
        电力系统中的较为常见的输电设备就是电力变压器,能有效根据需求转变电压大小,将不同类型的电流进行适配,从而达到转换电线路目的,在整个电力系统中扮演重要的角色,能促进电力系统的正常运行。变压器能够在电力系统运输电压时通过降低电流来实现对于电力损耗的减少,同时在电力输送到相应地区时也需利用变压器实现电力的正常输出。基于不同的电力系统对于需要转换的电压强度存在差异,在实际运行中需根据相应参数选择额定容量相同的变压器,从而更好地适应电力系统的运作情况,有效地发挥变压器的作用。
2电力变压器试验的影响因素
        电力变压器试验内容较为复杂,在整个试验过程当中存在较多的影响因素,对试验的顺利进行产生阻碍,因此需采取措施降低这些不良因素对整个试验过程的影响:变压速度是较为常见的影响因素,当其较慢时会使电流在进入电力变压器时产生侧漏电流、进而造成电力的损害,因此需在试验前针对电流的实际情况设置合适的变压速度,从而确保试验的顺利进行;电流的极性也会影响试验效果,主要是由于变压器中绕组极性变化导致,存在正负相吸的现象,会使电力的损耗及电流通过量产生较大的变化,这就需在实验过程中严格记录在极性存在差异的条件下损耗量的变动情况,提升试验质量;在试验过程中还需关注铁芯与地面的接触情况,铁芯没有完全接触地面也会影响试验的顺利进行,使测量结果与实际存在不符,因此需采取有效措施将铁芯与地面进行充分接触,确保试验结果的准确性。
3电力变压器预防性试验技术要点分析
        3.1直流耐压及泄露电流试验
        直流耐压及泄漏电流试验技术要点分析:(1)断开变压器被试绕组引线,并与试验设备高压输出端连接,且短接接地其他非被试部分。(2)详细记录试验时变压器上层油温及环境温度与湿度。(3)试验时,应持续缓慢加压,并以0.5倍的额定电压作为分级标准,并在各电压等级维持1min,确保在不同电压等级下考验其部件绝缘水平。(4)在试验结束后,将电压降为0,并断开试验电源,再对设备充分放电,最后拆除试验接线。(5)对于大容量设备,试验结束后,在操作台回调电压至最低值,然后用放电棒对被试设备进行放电,并在操作台监视电压变化,待放至电压为零时再关闭设备电源。


        3.2介质损耗角正切值试验
        油侵式变压器绝缘材料主要由绝缘油和绝缘纸构成,此类材料tgδ值较低,一般情况下,变压器绕组及套管的tgδ值为0.2%-0.3%,绝缘纸tgδ为5%。实际运行中,当绝缘材料整体受潮以或老化时,等效电阻值R将下降,将导致tgδ偏高。根据现场经验,在保证各层绝缘材料tgδ不变的情况下,减少绝缘材料的比例厚度,会使介损整体水平显著下降。由此可认为,在设备使用较大绝缘材料的情况下,介质损耗并不能灵敏反应设备的绝缘水平。因此,在变压器性能管理中,可考虑通过改善绝缘材料性能以及绝缘纸板厚度的方法,将tgδ值控制在合理范围内考虑到油侵式变压器绕组与铁芯、夹件之间有绝缘油作为隔离,且泄露距离较长,这些结构特点也将造成其绕组和套管tgδ偏高。其次,因为紧贴线圈的压钉与线圈在绝缘结构中所占比例较高,在能适当抬高压钉的情况下,在压钉下部增设适当厚度的绝缘纸板,能减少变压器介质损耗量。
        3.3互感器试验
        对电压互感器,在投运前应进行油中溶解气体分析及油中微量水分、本体和绝缘支架的介质损耗因数的测量,并将测量结果与出厂值和标准值进行比较。必要时还应增加试验项目,以查明原因。不合格的互感器不得投入运行,在投运前要仔细检查密封和油位情况,有渗漏油的互感器不得投运,对多次取油样后油量不足的互感器要补足油量(防止假油位)。当补油较多时,应按规定进行混油试验。互感器在安装、检修和试验后,投运前应注意检查电压互感器高压绕组的X(或N,B)端及底座等接地是否牢固可靠,应直接明显接地,不应通过二次端子牌过渡,防止出现悬空和假接地现象。此外互感器构架应有两处与接地网可靠连接。及时处理或更换有严重缺陷的互感器。对试验确认存在严重缺陷的互感器,应及时处理或更换。对怀疑存在缺陷的互感器,应缩短试验周期,进行追踪检查和综合分析,以查明原因。对全密封型互感器,当油中溶解气体分析氢气单值超过注意值时,应考察其增长趋势,如多次测量数据平稳,则不一定是故障的反映,如数据增长较快,则应引起重视。当发现运行中互感器某处冒烟或膨胀器急剧变形(如明显向上升起)等情况时,应立即切断互感器的有关电源。开展在线监测和红外测温。积极开展高压互感器的在线监测和红外测温工作,及时发现运行中互感器的绝缘缺陷,减少事故发生。目前开展的在线监测项目主要有:测量高压绕组中的电流和介质损耗数,红外测温工作。
        3.4变压器短路试验
        为更好地进行变压器的短路试验,应对变压器的基本结构有所了解,通常来讲,变压器大体都为油浸式,也就是说绕组和铁芯都会在盛满变压器的油箱中浸放,并且,绝缘套管会通过各绕组的端点在箱外进行引入,进而达到与外线路连接的目的。而就电力变压器的组成部分来说,包括绝缘套管、油箱、变压器油、绝缘绕组和铁芯。其中,铁芯的作用在于对涡旋损耗进行减小,它是变压器的磁路,是由电工钢片叠成;而对于绕组来说,它是以铁芯中排列进行分类的,又分为铁壳式和铁芯式两种,铁壳式变压器通常与交叠式绕组进行匹配,铁芯式变压器通常与同芯式绕组进行匹配。而变压器油具有双重作用,一是绕组与铁芯中由于损耗而产生热量,油在受热后以对流的形式在铁箱表面传递热量,然后再向四周进行扩散。二是可以增加绝缘性。在电力系统中,若想有效确保大型变压器运行的可靠性,应确保变压器的工艺制作水平以及自身结构;同时,也需要在运行过程中,通过不同的试验对设备的工况进行掌握。可以通过承受短路试验,对变压器的机械稳定性进行了解,并针对其薄弱环节加以改正,从而对变压器的结构设计强度质量有一个深入了解。
结束语
        对于电力系统的运行来说,在运行过程中变压器是否可以对各种电流进行承受,与变压器的运行管理、结构工艺等都有较大关系。因此对电力系统及变压器的稳定运行进行确保,需要从多元角对其运行质量进行控制。
参考文献
[1]王曼.电力变压器油纸绝缘老化状态评估方法研究[D].中国矿业大学,2018.
[2]张玉振.电力变压器的状态评估与故障诊断[D].山东科技大学,2018.
[3]申畅.电力变压器运行状态评估与剩余寿命分析[D].河北工业大学,2018.
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