电气试验在变压器故障分析中的应用

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  摘要:随着人类认识和改造自然进程的推进,人们对以电能为代表的清洁能源的需要越来越多。电力设施的建设和发展不断壮大,电网体系的输变电设备中,变压器是非常重要的核心部件,保证变压器的正常运行对于保护电网稳定运行意义重大。在投运前进行电气试验能够及时发现变压器潜在的问题,避免在运行中出现故障进而影响电网系统的平稳运行。因此分析和探讨变压器电气试验是一件有意义的工作。
  关键词:电气试验;变压器故障;电力运行
  引言
  变压器是电力系统重要的变电设备,是电力系统之中最主要的组成部分,其运行状态直接影响系统的安全性。保证变压器的安全可靠运行对电网安全具有重要意义。要获取变压器运行当中的故障信息,必须对其运行状态进行检测,提前预测并进行有效判断。在电力设备预防性试验规程中,目前共有32项,这些项目包括了色谱分析、绕组试验、温度测验、电气试验、变压器油化试验、局部放电等六大类。通过这些试验,可以对变压器的状态会做出准确的评估。
  为提高变压器运行稳定性与可靠性,要建立科学可行的故障检修制度,灵活应用各种预防性电气试验,来确定各种运行数据,给检修人员提供更加准确的数据信息将其作为设备检修的依据,提高故障处理效率。
  1变压器的介绍
  1.1变压器的组成以及类型
  在目前电厂通常使用的变压器主要由三部分组成:初级线圈、次级线圈以及磁芯。变压器是利用电磁感应的原理,在磁能和电能之间相互转化从而将电能输送到用户家中。变压器作为现代社会发展的基础,因为其稳定、可以随意变化电压等优点大量应用于现代社会。变压器主要分为以下几类:干式变压器、配电变压器以及使用较多的组合式变压器。
  1.2变压器容易出现的故障和问题
  根据变压器在生产生活中的使用总结,发现变压器主要容易出现有以下一些故障和问题:
  一是变压器经常会出现接触不良的问题。变压器内部因为使用线圈(通常是铜线圈)经常会出现内部线圈和其他东西接触不良的问题。无论是哪一种原因导致的接触不良问题的出现,都会使得线路中的电流不稳定,不平衡,从而使得变压器无法正常的使用。变压器的开关是经常使用的东西,经过多次使用后,开关难免会出现一些接触不良的问题。并且,由于高压,在变压器中经常会多多少少地产生一些火花。在使用绝缘油的时候,油会在变压器的开关出形成油污,这些油污导致变压器内部的电阻增大,随之而来的就会导致部分接触面的灼伤。
  二是在变压器中经常会使用一些性能并不佳的材料导致变压器整体绝缘性并不好。为了保证变压器内部的绝缘性,经常会使用一些绝缘油来增加它的绝缘性,但是这些绝缘油中肯定会含有一些杂质。这些杂质在高压下逐渐从油中分解出来,然后汇集在一起,当数量达到一定程度的时候,就会影响优质绝缘油的绝缘性,从而使得变压器绝缘性能不断降低而出现各种故障。
  2电气试验在变压器故障中的具体应用
  2.1绝缘油试验
  在变压器内部一定要保证绝缘性,人们经过成千成万次试验发生油具有良好的绝缘性,而且油是液体,具有流动性,能够充满变压器的内部,从而排出空气,有着其他绝缘材料不具备的优势。另外,当使用油充满了变压器内部的时候,还可以阻止空气进入变压器中氧化材料,降低了因为空气氧化而减少材料寿命的风险。
  2.2直流电阻试验
  变压器绕组的直流电阻是变压器在交接、大修和改变分接开关后必不可少的试验项目,也是故障后的重要检查项目。通过测量直流电阻,能有效的检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路;电压分接开关的各个位置接触是否良好以及开关实际位置与指示位置是否相符;引出线有无断裂;多股导线并绕的绕组是否有断股等情况。在中、小型变压器的实际测量中,大多采用直流电桥法,当被试线圈的电阻值在1欧以上的一般用单臂电桥测量试验规程规定预防性试验中,630kVA以上变压器,当无中性点引出线时,同一分接位置测量的绕组直流电阻,直接用线电阻相互比较,其最大差值应不大于三相平均值的2%(警示值),并与以前(出厂、交接或上次)测量数据进行对比,相对变化也不得大于2%,;630kVA及以下的变压器,相间差值一般不大于三相平均值的4%(警示值),线间差别一般不大于三相平均值的2%。
  2.3介质损失角正切tanδ试验
  介质损失角正切tanδ试验是一种使用较多且对判断绝缘较为有效的方法。将交流电压加到电路中,求得绝缘有功电流分量与无功分量的比值作为绝缘功率损耗的参考依据。测量tanδ主要用于检查变压器是否受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着油泥及严重局部缺陷等。tanδ的测试可用简易式西林电桥和介质损失角测试仪等设备进行测试。根据电力设备预防性试验规程DL/T596—1996规定,测量的tanδ值不应大于出厂试验值的1.3倍。必要时可通过观测tanδ与外施电压的的关系曲线,观测tanδ是否随电压上升,用以判断绝缘内部有无分层、裂缝等缺陷。介质损耗角正切tanδ的测量有两种接线方式,分为正接线测量与反接线测量。当试品不接地时采用正接线方式,试品接地时采用反接线方式。
  2.4交流耐压试验
  交流(耐压试验是针对某些局部缺陷,考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法,对保证设备安全运行有重要意义。交流耐压试验能真实有效地发现绝缘缺陷,但因它属于破坏性试验,会使原来存在的绝缘弱点进一步发展,因此必须在被试品的绝缘电阻及吸收比测量、直流泄漏电流测量及介质损失角正切值tanδ测量均合格之后进行,以免造成不必要的破坏。对于变压器这种电容量较大的试品,一般采用串联谐振的方法進行现场试验,采用调感和调频进行谐振补偿。利用串联谐振作耐压试验有两个优点:若被试品击穿,则谐振终止,高压消失;击穿后电流下降,不致造成被试品击穿点扩大。
  3电气试验的作用
  在电力行业中,无论是损耗严重的,还是容量较小的都需要进行试验,这种试验在变压器线路中的作用是非常巨大的。比如说进行的短路试验、直流电阻试验、绝缘油试验等都对整个电力运行是不可缺少的,这些试验可以避免很多事故的发生,可以减少很多的经济损失。电气试验可以准确地对变压器进行分析。了解变压器内部的情况,判断其内部是否已经发生了问题或者即将发生问题,然后使用相应的解决方案解决这些问题,为电力行业的工作人员带来了很大的便利,不再需要随时随地进行各个变压器的检查。
  结语
  进行预防性电气试验是变压器状态检修中非常关键的步骤,其试验方法有很多,本文只是列出其中几种。电气试验能有效检测出变压器的潜在问题,有助于以实现变压器故障的一体化处理。对变压器进行电气试验操作时,需要根据标准规定进行试验,规避问题,降低风险,保证试验安全。
  参考文献
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