論電力系統高壓電氣試驗中技術問題的重要性

強耀東/西安西拓電氣股份有限公司

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論電力系統高壓電氣試驗中技術問題的重要性

強耀東/西安西拓電氣股份有限公司

【摘 要】高壓電氣試驗是判斷電氣設備絕緣和電氣參數是否穩定運行的有效手段。但是大多數情況下，高壓電氣試驗活動要受很多因素的影響，因而使得試驗結果存在誤差，無法為人們提供準確度較高的數據。本文將對電力系統高壓電氣試驗中技術問題的重要性進行分析。

【關鍵詞】電力系統；高壓電氣試驗；技術性問題；重要性

1.高壓電氣試驗的簡要介紹

1.1.高壓電氣試驗

通常情況下，技術人員開展電氣試驗工作的主要內容就是對電氣設備的絕緣性進行試驗，主要的目的是確保供電系統的安全運轉，確保電氣社絕緣監督工作的正常開展。經過高壓電氣試驗，技術人員能夠準確了解電氣設備的絕緣情況，因而能讓相關設備的電氣參數處于合理的范圍之內，確保設備的安全運行，所以高壓電氣試驗是確保電力系統穩定運行的必備因素之一。

1.2.高壓電氣試驗的未來發展方向

目前，經濟的快速發展使得計算機技術、信號處理技術獲得發展，人們迫切需要對電器設備進行診斷，因而人們將許多新技術、新手段、新設備應用在高壓電氣試驗中，或者引進國內外較為先進的技術，或者不斷更新原有的試驗方法，以期加快我國電力系統的發展速度。在此種背景下，供電系統所使用的設備的數量和種類逐漸增加，電氣設備的抗干擾能力不斷增加，體型也更加小巧精致、易于攜帶，且自動化程度高。除上述內容外，新技術在高壓電氣試驗中得到了廣泛應用。

2.影響高壓電氣試驗結果準確性的相關因素

2.1.不接地問題

降低了測量數據的準確性在開展高壓電氣試驗的時候，需要通過TV 和TA 實現轉換。TV 和TA 的變化都遵循了電磁感應規律，換言之，一次繞組的匝數或者二次繞組的匝數都直接決定著TV 和TA 的變化。但是，在具體使用時，在高電壓的情況下，如果TV 或TA 的二次繞組沒有將一端接地，這時出現的變比與銘牌值不同，導致所測的數據出現錯誤。以30 毫安的水輪機來例，要想完成此種水輪機電壓的測量工作，試驗人員要將150 伏的交流電壓表和35KV/100V 的TV 結合起來，利用這兩個表計來獲得相關數據，進而推算出水輪機的電壓。在首次試驗時，發現測的電容電流的值小于以往測量的數值，并且小很多，另外在試驗過程中試驗人員并沒有應用預期的試驗電壓，所以使得試驗所獲得的電壓數值與真實的電壓存在一定的差別。為了找到出現上述差別的原因，試驗人員加大了研究力度，最終得出如下結論：出現誤差的主要原因是沒有實現TV 的二次接地，只有實現了TV 二次繞組的接地處理工作之后，才能獲得較為正常準確的數據，進而為檢修人員提供較為準確的數據來開展設備的維修工作。有的試驗人員為了弄清高壓TV 在不接地的情況下會出現什么樣的現象，在實驗室內開展了相關試驗活動，試驗結果表明，若高壓TA 的二次繞組存在不接地的現象，供電系統中的電流將會發生較大的變化。若試驗人員對空載電力變壓器進行試驗，那么測得的空載損耗和空載電流等數值將與出廠試驗所得到的數值相差很遠，通過分析得出，出現這種現象的主要原因是TV 和TA 的二次繞組沒有接地。對于高壓TV 和高壓TA 來說，二者的電容主要分布在一次、二次繞組和大地之間，一旦相關人員沒有處理好二次繞組的接地工作，散雜的電流將會出現在供電系統之中，因而試驗所使用的表計所顯示的數值的準確性將會降低。根據上述內容可知，要想提高高壓電氣試驗的準確性，不論試驗人員是從測得準確數值的角度上分析，還是從高壓電氣試驗安全的角度上進行分析，都應該保證二次繞組的某端安全接地；第二，在對設備的交流耐壓情況進行檢測的時候，可以以電流的數值和試驗電壓的大小為依據來完成試品電容電流的測量工作。

2.2.被試設備接地不良加重了介質的損耗情況

一般在較大電容量的設備上容易出現這種問題，比如，耦合電容器、電容式電壓互感器等設備，在變壓站內，一般情況下，電容式電壓互感器或者耦合電容器都是與線路直接連接，在檢修的過程中，為了給檢修人員提供一個安全的工作環境，耦合電容器和電容式互感器的頂端必須接地，對此，檢修人員可以利用接地開關和臨時接地線來完成接地處理工作，然而有的時候上述兩種物件的使用仍然無法避免連電現象的發生，這時就意味著電氣設備中的電容器與一個附加電阻串聯起來，根據物理知識可知，如果電容器的電容量逐漸增加，那么電阻值保持固定不變的串聯電阻將會消耗大量的能量，所以導致高壓電氣試驗結果出現介質損耗超標的現象。

2.3 外界環境因素對高壓電氣試驗的影響

根據查閱相關資料可知，某公司在對發電機轉子進行預防性和絕緣性試驗的時候，獲得的轉子繞組直流電阻的阻值總是處于不斷變化的狀態，所以檢修人員要開展更多的工作來確保設備的正常運轉，有時為了確保高壓電氣試驗結果的準確性，試驗人員要多次利用上文所說的方法去檢測供電系統中的設備，最終的結果表明電阻阻值是正確的，經過多次的試驗，上述電阻阻值總是周期性地出現，為了找到其中的奧妙，許多試驗人員開始了較為深入的研究工作，最終得出如下結論，出現上述情況的主要原因是該公司所在地的晝夜溫差較大，轉子繞組導體在此環境下可能會出現裂紋，所以轉子繞組直流電阻的阻值會發生變化，后來通過檢查拔護環，證實了上述推測。

2.4.試驗設備和被試設備的接地問題

在測量高電壓和大電流時，必須使用TV和TA進行變換。理論上，TV或TA的變比應遵循電磁感應定律，即它們是變比決定于一次繞組的匝數和二次繞組的匝數。然而，在實際應用中，如果高電壓下的TV或TA的二次繞組沒有將一端接地時，實際上反映出來的變比就會偏離銘牌值，所測量出的數據也是錯誤的。例如，對1臺30mW水輪發電機進行交流耐壓試驗時，采用1臺35KV/100V的TV和1塊150V的交流電壓表測量電壓，在第1次試驗時發現電容電流比往年小得多，顯然是試驗電壓沒有達到預定值，所測量的電壓是一個虛假的數據。經檢查發現TV二次沒有接地。將TV二次繞組一端接地后，數據恢復正常。試驗數據見表1。

表1　 TV二次繞組不接地和接地的數據比較

如果按照電流與電壓成正比的關系反過來計算第1次試驗電壓，應為：（21/38）×23.8=13.15（kV），這一電壓與預定試驗電壓相差甚遠。對于高壓TA，我們在實驗室也做過同樣的試驗，當高壓TA二次繞組不接地時，電流的變比同樣會產生嚴重的偏差。無獨有偶，在做1臺電力變壓器的空載試驗時（試驗電壓10kV），第1次試驗所測量的空載電流和空載損耗與出廠試驗數據不吻合，經檢查也是TV和TA二次繞組沒有接地所造成。由于高壓TV，TA的一次繞組和二次繞組與大地之間存在著分布電容，如果二次繞組不接地，二次繞組上的感應電壓就會通過表計與大地之間產生雜散電流，從而產生錯誤的指示值。

3.結束語

綜上所述，高壓電氣試驗中還有許多問題容易被忽視，這些問題在高壓電氣試驗中存在且不容易被發現，由于這些問題的存在，高壓電氣試驗結果的準確性大大降低。對此，有關人員要加大相關技術的研究力度，力求解決高壓電氣試驗過程中的技術問題，只有這樣才有助于提高高壓電氣試驗的有效性和可靠性，在提高相關工作人員專業素質方面具有重要的作用。

參考文獻：

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