张扬
长春龙源电力设备有限公司 吉林省长春市 130033
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，变压器承受短路动稳定能力的验证方式包括试验验证与计算设计制造同步验证。其中第一种验证方式是通过试验方法评价变压器承受短路的能力，其试验方法和合格判断都有明确的量化规范，具有较强的操作指导性。解读标准可知，电力变压器标准短路试验采用单相或三相试验法，模拟三相短路工况下的电流冲击。变压器运行短路故障较复杂，以单相接地为主，此工况三相供电一处短路，与单相短路模拟三相短路的试验工况存在本质差异，低压绕组的零序通路影响了绕组电流、漏磁及受力分布。三相短路试验与单相短路故障存在较大差异，标准短路试验方法是否能覆盖故障冲击，国家标准未进行详细描述。
关键词：直流换流变压器；耐压试验；方案
引言
直流换流变压器在线端交流耐压试验时试验失败，成品试验不合格，为了找到故障原因，首先对换流变压器进行了解体检查，通过拆解变压器找出故障点，故障点在变压器的心脏位置（线圈），结合试验情况进行原因初步判定；在配电变压器接地装置安装与试验的注意事项分析的基础上，提出了配电变压器接地装置安装与试验实施方案。
1变压器故障原因探究
电力输送需运用到变压器，且必须要保证变压器处于运行状态。在实际中变压器一直执行开指令，在运行的过程中极有可能会受到异常电动力，这一异常电动力的出现通常是因为电网遭到了短路电流的冲击，而遭到冲击后变压器绕组部分就会发生变化，也就会出现异常电动力。变压器运行过程中最担心的是绕组或线圈发热，其将会增加故障发生的可能性。针对绕组故障的故障原因统计及分析证实，短路冲击导致的绕组故障问题是绕组形变的最主要因素。变压器内部构件都是有可能会出现问题的。铁芯一般为硅钢片，其由软磁材料组成，线圈套在铁芯上。硅钢片长度会受主磁场影响而变化，硅钢片长度伸缩之后随之将会产生周期振动。伸缩率越大铁芯的形变率越大、伸缩率越小铁芯的形变率越小，伸缩率与形变率存在正比关系。而铁芯的形变量又与振动频率有关，随着铁芯形变量的加大振动频率增加，这时所产生的电磁信号容易出现误差。硅钢片之间的电位均匀分布才能保证变压器的正常稳定运行，如硅钢片间的电位不均匀分布则会出现环流现象。环流现象出现的原因一般是因为铁芯没有实现可靠接地，也可能是因为接地点超出了两点以上。总之，环流现象的出现极有可能造成碳化故障，故障发生后后果不堪设想，其处理也较为棘手。
2变压器工频交流耐压试验方案
2.1设置回路电阻
一般操作过程中接入变压器的容抗和试验变压器的漏抗串联，很容易出现由串联谐振造成的过电压，导致测试数据不准确，严重时甚至致使变压器损毁。必须根据实际情况合理选择高压回路电阻。从调查数据显示，工频交流耐压试验中一般会出现3次谐波谐振，此时可以通过低压绕组并联LC串联回路或串联保护电阻Rc实现。根据保护电阻安全性能需求，串联电阻中R1必须在0.1～0.5Ω/V之间，这样才能够有效避免变压器绕组内部电磁振荡造成的过电压击穿问题。
2.2试验方案的制定
线端交流耐压试验（LTAC）的惯常做法是适当提高或降低被试绕组的中性点电位同时选择合适的电压感应系数。提高或降低被试绕组中性点电位的常用方法有“非被试相支撑法”和“外施电压支撑法”两种。实践中首选非被试相支撑法，只有非被试相支撑法无法满足试验要求时才考虑采用外施电压支撑法。确定了中性点支撑电位就可以简单的计算出电压感应系数。
2.3解体检查
为了确定故障点位置和性质，需要对器身进行解体。拔出线圈后，逐层拆除阀侧线圈外部围裹的纸板，发现阀侧线圈外表有明显的故障点，故障位置导线绝缘已发生碳化，工作线及屏蔽线悬头熔断。阀侧线圈采用内屏蔽连续式结构，满匝为5匝。检查中发现阀侧线圈第77饼屏蔽线悬头位置错误，屏蔽线少绕一匝。改变线圈端部的附加电容，尤其是入波端的串联电容，可以改善整个线圈的冲击电压分布特性。连续式线圈靠提高相邻线匝间的电压而增大匝间储存的电场能量。也就是说，匝间电场能量的增大意味着连续单元的等值电容及线圈串联电容增大，内屏蔽串联电容是屏蔽线与工作线间储存的电场能量。而屏蔽线的长度（也即插入深度）决定了附加电容的大小，而附件电容直接影响了雷电冲击下绕组的电位分布特性，事关绕组耐受雷电冲击电压的绝缘性能。该台产品的阀侧线圈屏蔽线少绕一匝可能是引起故障的直接原因。为了分析该原因，有必要利用有限元分析软件，建立绕组波过程计算模型，进行绕组内暂态电压计算，得出结论，并提出修复措施。
2.4标准短路试验验证变压器承受运行短路
虽然短路试验模拟三相短路，只是各类短路工况中的一种，但试验验证变压器承受短路能力依然有较强的价值，针对本文中的研究结构，如下几点研究结论或控制点值得关注：1）双绕组变压器低压侧三相短路试验能模拟运行中可能发生的所有短路工况。2）三绕组变压器通过中低短路试验可以保障运行后低压承受短路的能力。3）三绕组变压器单相短路产生的中压轴向电磁力比三相短路大，在自耦变中更明显，应采用必要的加强措施，如采用自粘性换位导线，增加压紧结构和拉紧结构的强度等。4）单相短路电流的增加不一定引起中压辐向应力的提高，工程中进行抗短路能力安全性判断时应考虑运行工况的影响。5）特殊工况下高压短路电流比试验条件下电流略有增加，考虑标准电流偏差要求及短路试验的理论化，判断高中短路试验验证高压承受短路能力是合理的。
2.5配电变压器接地装置安装与试验方案分析
文中指出单点接地在接地装置中应用存在极大缺陷，已经不能满足当前配电变压器运行安全的需求，双接地已经成为未来接地装置安装的重要发展方向。在实际接地装置的实际安装中，出接地方式和接地点确定之外，还应该充分实际应用环境和配电变压器运行需求。本文结合电力企业运行情况提出了两种接地装置安装方案，并针对这两种方案案例进行分析与探讨。
2.6变压器的绝缘试验
电力变压器的绝缘试验不能盲目进行，在进行该项试验前一定要先了解具体情况。电力变压器的绝缘试验，一种根据试验性质进行分类而另一种是根据试验的范围进行分类。前者一定要注意要控制电压、避免电压过高。进行这样的实验不会对设备造成负面影响，还是比较提倡进行的。工作人员进行电力变压器的绝缘试验，试验过程中收集数据并进行试验过程出现的物理现象记录，之后借助专业知识和工作经验进行科学的判断，判断出设备的绝缘能力大小。电力变压器潜在的缺陷与隐患可通过绝缘试验来发现，在实验的过程中可以定时间，在试验结束后注意再次进行鉴别试验，从而保证结果的准确性。
结语
工频交流耐压试验可以从高压测试结果出发，分析不同加压环境下变压器的实际运行状态，确定其是否存在由装置绝缘性能、内部线路接线等造成的主绝缘异常问题，从根本上改善了变压器安全性能和稳定性能测试效果。
参考文献
[1]卢理成,文卫兵,王庆,等.±1100kV换流变压器阀侧外施交流耐压及局部放电测量[J].高压电器,2019,55(12):106-111.
[2]梁得亮,柳轶彬,寇鹏,等.智能配电变压器发展趋势分析[J].电力系统自动化,2020,44(07):1-18.
[3]杨赵武,柳小东.变压器交流耐压试验异常分析及处理[J].黑龙江科学,2017,8(04):156-157.