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变电运行过程中变压器电气试验信息分析

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  摘要:电力行业关系到我国国民经济的可持续发展,随着电力网络规模不断扩大、电力系统的容量的提升,我们对变电设备运行的稳定性提出了更高的要求。变压器作为变电一次设备中最为重要的一环,其发生故障的概率直接影响电网的安全稳定运行。日常变电工作中,我们通过例行的电气试验数据分析,来对变压器进行全面精准的状态评估。本文从直流电阻、绝缘电阻、泄漏电流、绕组介损分析、铁芯绝缘分析和套管介损电容量六个方面,进行变压器的电气试验信息分析,从而掌握其运行状态,可发现早期缺陷或老化等问题。通过不同类大量数据比较分析,还能排除干扰,得到更为精准的判断,有利于电力系统运行的稳定性。
  关键词:变电运行、变压器、电气试验
  一、对绕组直流电阻问题的分析
  在进行变电运行过程中变压器电气试验时变压器绕组的直流电阻测量是重要的问题之一,有着不可忽视的作用。通过这项测试可以更有效的发现变电运行过程中电流回路的运行状况,如果运行过程中出现绕阻匝间短路、内部焊接质量问题、分接开关问题以及绕组断股等现象,该测试可及时发现。通常在测试过程中判断直流电阻是否符合标准的主要依据是变压器电阻的不平衡参数,如果参数符合标准,则直流电阻合格,如果参数超过相关要求,就要对电路进行进一步检测。一般来说如果变压器在1.6MVA以上,则电阻之间的差异应该小于3,且平均值要为2%,线路之间的差异也要小于3[1]。如果变压器为1.6MVA及其以下,电阻之间的差异要小于3,且平均值不能大于4%。一旦在检查过程中发现相关数值不能达到标准,就应该立刻进行深入检查,防止变电运行出现事故,影响供电安全。
  二、绝缘电阻、吸收比和极化指数分析
  绝缘电阻作为变压器例行诊断的重要试验之一,也是常规例行试验手段。这一测试方式主要是对设备运行一分钟内的绝缘电阻进行判断,通过其大小和吸收比来断定绝缘过程中是否存在缺陷或者是受潮问题,进而分析电路运行问题。
  所谓的绝缘电阻具体指的就是在绝缘结构上所通过直流电压以及在运行过程中所产生的泄露电流的比值。如果在测试过程中发现绝缘电阻较高,那就可以说明电路的绝缘性能相对比较好,可以防止漏电现象。但是如果绝缘电阻出现
  下降现象,则说明电流运行过程中存在漏电问题,这就需要对电路设备进行检查,查看其是否存在老化、受潮等问题。一般情况下周围环境的温度会对绝缘电阻值产生一定影响,正常环境下电阻值一般为气温为20度的值。
  在进行试验过程中要想保证所得结论符合要求,就要保证变压器的绝缘电阻满足以下几个要求:
  2.1要保证所得的绝缘电阻值能够换算到同一个温度环境下,在测试中不同温度会产生不同的电阻值,这就失去了测试的意义,所以必须要将所得结论转换到同一个温度中。然后通过比较发现电阻值的变化,一般来说两次测试,第二次不能低于第一次的70%。
  2.2要合理控制变压器的测量吸收比,一般对于35kV及以上的变压器,在正常温度环境下其吸收比要大于1.3,如果在测试过程中吸收比低于这一值时就要进行极化指数测量,要保证其极化指数大于1.5。
  2.3如果在测量过程中绝缘电阻大于10000MΩ,就要严格控制其吸收比或者是极化指数,要保证吸收比大于1.1或者极化指数大于1.3,这样才能保证试验结果的准确性。
  三、针对泄漏电流问题的分析
  与绝缘电阻测量的基本原理和方法比较相似,在测量泄漏电流时也要查看相关数据的值。但是在进行漏电测试时所需要的电压更高,在测量时必须要具备较高的灵敏性和准确性。这就对测试能力提出了更高要求,在当前对泄漏电流的测试过程中发现,所采用的测试方式仍然存在很多问题,使得这些测试不能真正发现电力变压器存在的问题,影响试验质量。
  由于在测试泄漏电流值时需要考虑温度、绝缘结构等问题,因此针对这一问题在《电力变压器预试验规程》中并没有给出具体的要求。通常来说,如果采用的是220kV的变压器,那么就要将泄漏电流值控制在50μA以内,一旦泄露电流值介于50μA到80μA之间,就要针对这一问题起到足够的重视,如果大于80μA,就可以将其判断为不良状态,并且采取适当的措施解决这一问题。另外,在测量过程中要合理观察每年的变化,保证年测量要小于上一年的50%。
  四、绕组介损分析
  介质损耗角正切值也可以叫做介质损耗因数或简称为介损,用tanδ来表示。测量介损是一项灵敏度比较高的试验项目,通过它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质及小体积被试电力设备贯通和未贯通的局部缺陷等。
  通常时候,介损值tanδ会伴随着温度的升高而有所增大,现场测量的时候,温度是以变压器的顶层油温为准的,因为每次试验时电力变压器的温度都是变化的,所以应该将不同温度下测得的介损值换算到温度为加℃时的介损值。
  五、铁芯的绝缘分析
  变压器在正常的运行条件下,由于变压器绕组产生的交变磁场会导致寄生电容的产生。变压器绕组产生的交变磁场受到电磁感应的作用,会在低压绕组与铁芯之间、高低压绕组之间、设备外壳与铁芯之间都产生寄生电容,使得铁芯受寄生电容与带点绕组的共同作用产生电位。通常铁芯不会进行多点接地。一旦两点之间的电位差达到能够击穿绝缘的阈值,则会产生电火花。经过不断的积累,就会对变压器和固体绝缘产生严重的影响。
  为了防止产生的电位差对变压器造成影响,可以将设备外壳与铁芯进行连接,使得外壳与铁芯呈现等位的狀态。若使用多点接地,则会在不同的接地点产生不同的店电位,引发局部过热使得绝缘油分解,甚至会出现铁芯损坏、影响变压器正常运行的情况发生。
  六、电容型套管介损及电容量分析
  高压套管一般都采用油纸电容型的绝缘结构,这类绝缘结构既经济又比较实用。然而,当绝缘结构中的纸纤维吸收了水分之后,就会加强它的导电性能,机械性能也会减弱从而造成绝缘破坏。受潮纸纤维中的水分有可能来自绝缘油也有可能来缘于原本就存在的局部受潮的部分,这一类的电力设备受潮之后,介损会有所增加。另外,在变压器油等这类液体的绝缘材料如果受到了污染之后,极性物质会增加,从而导致介损也会上升。同时,通过电容量的变化也能够发现电容型设备绝缘的损坏,例如如果有一个或者几个电容屏发生击穿短路的时候,电容量就会明显的上升。
  因此,通过介损以及电容量能够有效地体现出绝缘受潮以及其他一些局部的缺陷,尤其是测量末屏,更加能够帮助发现缺陷。另外,电容型套管的电容量比较小,很容易遭受到各种各样的干扰。
  七、结束语
  通过以上六个方面交叉比对分析,能够对变压器进行更为全面客观的运行状态分析,可发现早期缺陷或老化等问题。也能通过多项数据比对,排除试验中的干扰,得到更为精准的判断,有利于电力系统运行的稳定性。随着我国电力系统的快速发展,线路和电缆监测技术和故障定位技术也在不断提升,在未来,将变电检测与线路电缆等工作相结合,共同系统性地进行故障梳理和分析,将更有利于提高电网运行效率。
  参考文献:
  [1]邓月辉.变电运行过程中变压器电气试验信息分析[J].装备制造,2014(S2):133-134.
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