電力系統(tǒng)中變壓器自動檢測技術(shù)研究

陳韋強

（廣西電網(wǎng)公司柳州供電局，廣西 柳州545000）

1 研究的目的和意義

如今，電力部門定期要對電力變壓器的停電情況進行預(yù)防性試驗，除此之外，在試驗周期內(nèi)如果發(fā)現(xiàn)異常征兆就必須進行離線檢測。這一規(guī)定可以防止變壓器發(fā)生重大事故，保證其可靠性和安全性。但在長期的實踐工作中發(fā)現(xiàn)了一些問題，以上方式存在著一定的局限性：（1）經(jīng)濟方面。只有在停電狀態(tài)下才能進行定期的試驗和檢修，所以，在這段相當(dāng)寶貴的時間內(nèi)，如果可以實現(xiàn)電力變壓器在多個狀態(tài)下的檢修任務(wù)，就可以減少很多經(jīng)濟損失。（2）技術(shù)方面。一般的檢修存在著很多不便因素，單項試驗間的接線型號不盡相同，需要試驗員在每次試驗前進行調(diào)試，這就大大降低了工作效率，并且會造成測量誤差，導(dǎo)致準(zhǔn)確性降低。而自動檢測裝置系統(tǒng)軟件有試驗數(shù)據(jù)庫的功能，能夠保存并對比試驗中的數(shù)據(jù)，從而提高檢修的效率，實現(xiàn)快速布置裝置，使其盡快進入工作狀態(tài)。

2 研究背景

變壓器是電力系統(tǒng)中的主要組成部分，電網(wǎng)是否安全，變壓器是關(guān)鍵。而對直流電阻的測試作為變壓器常規(guī)測試的組成部分，是變壓器必不可少的測試項目，也是出現(xiàn)故障后需著重檢查的一部分。

電力變壓器關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平，所以其運行情況、使用壽命等都關(guān)乎電網(wǎng)的發(fā)展。隨著電網(wǎng)供電任務(wù)的加重以及規(guī)模的不斷擴大，對電力設(shè)備的需求也越來越多，因此，自動化的檢測裝置的應(yīng)用完全符合現(xiàn)今電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。

傳統(tǒng)電力變壓器的檢測方式是人工裝運設(shè)備到變電站的現(xiàn)場，然后逐一進行單項測試，記錄每項試驗的數(shù)據(jù)，查閱資料柜內(nèi)的所有紙質(zhì)報告，然后再進行計算、分析，最后出具試驗報告。

這種多年形成的傳統(tǒng)試驗?zāi)Ｊ皆絹碓讲荒苓m應(yīng)目前電網(wǎng)發(fā)展的需要，具體體現(xiàn)在：不能有效開展標(biāo)準(zhǔn)化電氣試驗；試驗人員和設(shè)備安全保障性低；試驗工作勞動強度大；數(shù)據(jù)分析深度低；試驗數(shù)據(jù)處理等后期工作量大。

本文中的自動檢測裝置，采用全套的控制集成的管理方式，包括對PC機的控制、回路電阻測量儀的控制、高壓介質(zhì)損耗因數(shù)測量儀的控制、自動化切換開關(guān)部分控制、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中涉及的設(shè)備組成部分的控制。在電力系統(tǒng)中，該裝置可以為變壓器的狀態(tài)試驗提供更加完善的測試系統(tǒng)，大大提高了使用者的工作效率。

3 變壓器自動檢測裝置概述

本裝置集電力變壓器的介質(zhì)損耗、絕緣電阻、直流電阻、分接開關(guān)切換特性、短路阻抗以及變化等檢測功能于一體，實現(xiàn)一次接線、一鍵操作，系統(tǒng)自動完成上述全部或部分試驗項目。

3.1 自動檢測裝置的功能特征

自動檢測裝置的功能特征為高效、高精度、試驗組態(tài)化、安全性能好等。高效是指當(dāng)需要檢測的時候，只需一次準(zhǔn)備工作，就可以完成整個作業(yè)，效率大大提高。高精度即該自動檢測裝置自身配備了高精度的檢測儀器，得到結(jié)果的精確程度要高于一般的檢測設(shè)備。試驗組態(tài)化指在特定條件下可以用不同的方案對變壓器進行檢測，安全性能好。該裝置還可以提高操作過程中的安全系數(shù)，消除各種危險因素。

3.2 自動檢測裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

該裝置主要由以下幾部分組成：（1）集控單元：實現(xiàn)對該裝置的控制管理，主要由微機與檢測系統(tǒng)軟件組成。（2）電源單元：為該裝置能夠正常運行提供工作電源，如圖1所示。（3）主機單元：即各位置的檢測部分，如圖2所示。（4）切換單元：檢測時，在低壓、高壓、高低壓之間進行切換，如圖3所示。

圖1 電源單元

圖2 主機單元

圖3 切換單元

4 電力系統(tǒng)中自動檢測裝置的工作原理

在試驗過程中，針對檢測電力變壓器的介質(zhì)損耗因數(shù)以及絕緣電阻需要進行多次拆接線這個問題，在數(shù)字化測量的基礎(chǔ)上，本裝置的高壓檢測單元增加了自動檢測的功能，前提是在開始進行試驗的時候需要接好連線，這樣才能自動測量出變壓器在工作過程中的各種參數(shù)的準(zhǔn)確數(shù)值，需要注意的是，試驗過程中不用拆接連線。高壓檢測單元的測量原理如圖4所示。

圖4 高壓檢測單元的測量原理

在此我們以三繞組變壓器為例，由集控單元對各個模塊進行統(tǒng)一的控制管理，使其配合并實現(xiàn)變壓器工作過程中的自動測量。

（1）介質(zhì)損耗因數(shù)的測量。在切換單元中將切換開關(guān)切換到介質(zhì)損耗因數(shù)反接測量部分，在高壓接口輸入交流高壓，高壓繼電器1切換到高壓端，高壓繼電器2和3切換到接地端，測量高壓對中壓、低壓以及變壓器外殼的介質(zhì)損耗值。將介質(zhì)損耗正接測量部分的低壓測量線接入變壓器繞組套管的末屏，最后測量高壓側(cè)繞組套管的介質(zhì)損耗值。

（2）絕緣電阻的測試。將切換開關(guān)切換到絕緣電阻測量部分，還是在高壓接口輸入直流高壓，高壓繼電器1、2、3切換到地端部分，持續(xù)對地放電2 min，高壓繼電器1切換到高壓端，高壓繼電器2和3切換到接地端，絕緣電阻測量部分測量高壓側(cè)繞組與中壓、低壓以及變壓器外殼之間的絕緣電阻的值。

在利用自動檢測裝置進行測試之前，我們首先要判斷變壓器的屬性；其次要判斷測試的內(nèi)容，包括變壓器繞組及套管、變壓器繞組、變壓器套管。判斷流程如圖5所示。

圖5 變壓器自動檢測判斷流程圖

在此，我們以測量三繞組變壓器和測量變壓器繞組及套管的介質(zhì)損耗因數(shù)和絕緣電阻為例，其測試流程如圖6所示。

圖6 測試流程圖

5 結(jié)語

隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，電力變壓器的單機容量和安裝容量隨之不斷增加，電壓等級也在不斷提高。加強對電力變壓器自動檢測技術(shù)的研究，對確保電網(wǎng)的安全運行具有重要的實際意義。

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