變壓器局部放電試驗(yàn)中的故障分析及處理

胡曉東

（湖南省送變電工程公司調(diào)試分公司 湖南長(zhǎng)沙 410007）

變壓器局部放電試驗(yàn)中的故障分析及處理

胡曉東

（湖南省送變電工程公司調(diào)試分公司 湖南長(zhǎng)沙 410007）

在電力系統(tǒng)中，變壓器是傳輸電能的重要樞紐，110kV以上的電力變壓器在出廠前必須經(jīng)過(guò)局部放電試驗(yàn)，但是，在局部放電試驗(yàn)中，經(jīng)常發(fā)生故障問(wèn)題，對(duì)此，本文首先介紹了變壓器局部放電原理，然后對(duì)變壓器局部放電試驗(yàn)流程進(jìn)行了分析，并具體探究了如何采取有效措施妥善解決變壓器局部放電試驗(yàn)中的故障問(wèn)題。

變壓器；局部放電；故障分析

1 引言

現(xiàn)如今，電力工業(yè)發(fā)展迅速，而變壓器是電能傳輸中的重要設(shè)備，其運(yùn)行穩(wěn)定性會(huì)直接影響電能輸送的安全性，對(duì)于保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生產(chǎn)生活至關(guān)重要。因此，對(duì)變壓器局部放電試驗(yàn)中的故障進(jìn)行分析和處理具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 變壓器局部放電原理

（1）變壓器絕緣內(nèi)部經(jīng)常有氣隙，另外，在變壓器油中也可能有微量的水分或者其他雜質(zhì)。當(dāng)變壓器處于電場(chǎng)作用下時(shí)，變壓器油中的雜質(zhì)就會(huì)逐漸形成小橋，當(dāng)泄露的電流通過(guò)事就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的發(fā)熱問(wèn)題，使得水分逐漸汽化，最終形成氣泡，與此同時(shí)，該處的油也會(huì)發(fā)生裂解反應(yīng)形成氣體。在變壓器絕緣內(nèi)部，這些氣泡與絕緣材料相比，介電因數(shù)比較小，因此，這些氣泡所承受的電場(chǎng)強(qiáng)度與絕緣材料所承受的電場(chǎng)相比高很多。另外，這些氣泡，尤其是空氣的絕緣強(qiáng)度比較低，在這種情況下，一旦外施電壓達(dá)到某一數(shù)值，這些氣泡上的電場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)立即達(dá)到使其擊穿的程度，這就會(huì)導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這一現(xiàn)象就是局部放電現(xiàn)象。通常情況下，局部放電位置是不固定的，可以在導(dǎo)體附近，也可以產(chǎn)生在固體絕緣體的空穴中或者特性絕緣的分界表面。

（2）測(cè)量原理和基本測(cè)試回路。當(dāng)產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)隨之產(chǎn)生熱、聲，而這些都可以作為檢測(cè)局部放電量的重要因素。在實(shí)踐工作中，一般采用對(duì)放電量進(jìn)行測(cè)量的方式測(cè)量局部放電量，比如脈沖電流法，其所需要的檢測(cè)儀器簡(jiǎn)單，而且測(cè)試靈敏度比較高。

3 變壓器局部放電試驗(yàn)流程

通過(guò)變壓器局部放電試驗(yàn)，可以準(zhǔn)確判斷試驗(yàn)品是否存在放電超標(biāo)的問(wèn)題，并且還可以通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定放電起始以及電壓熄滅時(shí)間，同時(shí)，還可以檢測(cè)出絕緣局部缺陷或者故障問(wèn)題。因此，可以將變壓器局部試驗(yàn)作為對(duì)變壓器絕緣內(nèi)部進(jìn)行放電檢查的重要方法，有利于及時(shí)消除變壓器故障，確保其運(yùn)行正常。

在變壓器局部放電試驗(yàn)中，可以對(duì)試驗(yàn)儀器設(shè)備加壓，然后對(duì)其內(nèi)部放電場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行測(cè)試，該試驗(yàn)對(duì)于加壓時(shí)間、加壓幅值都有明確規(guī)定。在變壓器局部放電過(guò)程中，會(huì)發(fā)生各種變化，比如發(fā)光、發(fā)熱、電荷轉(zhuǎn)換等等，因此，可以根據(jù)這些變化因素對(duì)局部放電量進(jìn)行檢測(cè)，具體可以分為電測(cè)法以及非電測(cè)法。

通常情況下，三相變壓器的局部放電試驗(yàn)是分三期進(jìn)行。施加試驗(yàn)電壓：，將電壓控制在1/3U2以下，然后再接通電源，是的電壓上升至U2，并且持續(xù)5min左右；將電壓上升至U1，并且持續(xù)5s，在保持電源條件的情況下迅速將U1降低至U2，并且保持30min；一旦電壓下降至1/3U2，則立即切除電源。在電壓上升和下降過(guò)程中，應(yīng)該及時(shí)記錄下起始放電電壓以及熄滅電壓值。在U1降低至U2的30min內(nèi)，必須根據(jù)一定的時(shí)間間隔對(duì)局部放電數(shù)值進(jìn)行記錄。在上述變壓器局部放電試驗(yàn)檢測(cè)中，如果試驗(yàn)電壓不會(huì)突然下降，并且在U1降低至U2并保持30min時(shí)間段內(nèi)，測(cè)量段子的電荷量平均值低于規(guī)定限制，并且沒(méi)有表現(xiàn)出朝向極限發(fā)展的趨勢(shì)，則說(shuō)明合格。如果在某一時(shí)間段內(nèi)電荷量超過(guò)極限值，后期又逐漸降低，則不需要中斷試驗(yàn)，只需要在后期30min時(shí)間段內(nèi)讀取可接受數(shù)值。

4 變壓器局部放電試驗(yàn)中的故障處理及應(yīng)用

4.1 控制外界干擾環(huán)境

4.1.1 屏蔽外部干擾

將油枕與變壓器相分離，確保變壓器內(nèi)部各個(gè)部件之間的協(xié)調(diào)性，比如確保螺絲與連接位置的協(xié)調(diào)性，這樣才能保證接地安全可靠。在變壓器進(jìn)行局部放電試驗(yàn)時(shí)，嚴(yán)格控制局部放電量，并且優(yōu)化油枕工作模塊，從而優(yōu)化整個(gè)放電試驗(yàn)?zāi)K。

4.1.2 減少放電量

為了減少工作模塊放電量，必須嚴(yán)格控制底座螺絲，并且采取有效措施協(xié)調(diào)好不同高壓測(cè)試模塊。另外，還需要嚴(yán)格控制局部放電量，這樣才能確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，提升變壓器局部放電試驗(yàn)效果。

4.2 提升高壓套管底座螺絲連接效益

為了優(yōu)化放點(diǎn)波形，可以通過(guò)排除外部干擾，對(duì)外部放電點(diǎn)進(jìn)行有效控制，并且對(duì)變壓器內(nèi)部故障形式進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，同時(shí)還需要在不同電壓條件下，放電波形的區(qū)別，這樣才能有效滿(mǎn)足不同變壓器對(duì)于局部放電試驗(yàn)的實(shí)際需要，確保在不同的局部放電模塊中，局部放電量都可以進(jìn)行有效傳遞。另外，在波形分析模塊中，還需要對(duì)放電波形以及局部放電量進(jìn)行控制。雖然中壓放點(diǎn)波形與高壓放電波形沒(méi)有較大區(qū)別，但是高壓繞組與中壓繞組相比，其放電量更高，另外，無(wú)論是在中壓側(cè)還是低壓測(cè)發(fā)生局部放電，都會(huì)傳遞至高壓側(cè)，因此，如果進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，則無(wú)法準(zhǔn)確判斷放電位置。因此，如果在進(jìn)行變壓器局部放電試驗(yàn)時(shí)，高壓測(cè)發(fā)生放電，并且同時(shí)放電電荷比較大，則無(wú)法準(zhǔn)確判斷放電位置。

在進(jìn)行變壓器局部放電試驗(yàn)時(shí)，要對(duì)電壓放電信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確控制，對(duì)高壓中性點(diǎn)的首端信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)還需要在電壓工作過(guò)程中對(duì)繞組放電量進(jìn)行有效控制。在變壓器局部放電試驗(yàn)過(guò)程中，如果高壓繞組的下半部分與夾件接觸不良影響正常試驗(yàn)，則可以使用萬(wàn)用表對(duì)螺絲的接觸狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，確保螺絲緊固。另外，在工作模塊中，螺絲也可能發(fā)生松動(dòng)問(wèn)題，從而影響局部放電試驗(yàn)的正常進(jìn)行，對(duì)此，為了確保所有螺絲接地良好，應(yīng)該有效控制懸浮點(diǎn)位，并且協(xié)調(diào)局部放電量，并且對(duì)各個(gè)螺絲的連接狀況進(jìn)行仔細(xì)檢查。

4.3 螺絲的連接控制

為了提升絕緣電阻表的應(yīng)用效益，應(yīng)該嚴(yán)格控制螺絲的連接狀態(tài)，這樣才能夠優(yōu)化絕緣電阻，提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性，對(duì)不同電壓側(cè)的引線進(jìn)行有效控制。為了對(duì)變壓器主體的故障模塊進(jìn)行有效分析，明確變壓器主體的缺陷問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)于各個(gè)工作模塊的調(diào)換，必須采用一系列主體缺陷控制方案。首先，在裝配過(guò)程中，將高壓B相和C相的TA進(jìn)行調(diào)換，然后在真空注油，這樣能夠有效處理掉氣泡和雜質(zhì)，避免在進(jìn)行變壓器局部放電試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生懸浮電位問(wèn)題。通常情況下，真空注油可以從底部開(kāi)始，然后在上部進(jìn)行真空處理。現(xiàn)如今，對(duì)于鐵心控制模塊，必須對(duì)放電原因進(jìn)行分析，同時(shí)還需要對(duì)變壓器接地方式進(jìn)行有效控制，并且優(yōu)化小三角片，確保不同緊固部件之間公差配合的有效性，有效控制金屬異物的鐵心，對(duì)局部放電量進(jìn)行有效控制，確保生產(chǎn)車(chē)間能夠處于密閉狀態(tài)。另外，還需要對(duì)降塵量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效控制，確保符合變壓器局部放電實(shí)際需要。在變壓器局部放電試驗(yàn)中，需要測(cè)試的項(xiàng)目有：繞組連同套管的直流、繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比等等。最后，在完成變壓器局部放電試驗(yàn)后，需要對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行重新安裝。

4.4 控制空載試驗(yàn)，優(yōu)化局部放電試驗(yàn)

在變壓器局部放電試驗(yàn)中，還需要對(duì)不同電壓交流耐壓試驗(yàn)以及三相空載試驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化控制，這樣才能確保局部放電試驗(yàn)?zāi)K能夠順利開(kāi)展，同時(shí)還能夠?qū)植糠烹娏窟M(jìn)行準(zhǔn)確控制，確保符合規(guī)程設(shè)計(jì)要求，這樣才能滿(mǎn)足設(shè)備出廠工作要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，變壓器絕緣系統(tǒng)的質(zhì)量與整個(gè)變壓器的使用壽命具有很大關(guān)聯(lián)，同時(shí)還與變壓器的運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)，是確保輸電系統(tǒng)安全可靠的關(guān)鍵。通過(guò)變壓器局部放電試驗(yàn)，能夠準(zhǔn)確判斷變壓器絕緣內(nèi)部的實(shí)際情況，有利于保證變壓器安全運(yùn)行。

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[3]仝疆勤.110kV 變壓器局部放電試驗(yàn)[J].江西建材，2015（10）：222.

TM407

A

1004-7344（2016）17-0048-02

2016-6-2

胡曉東（1983-），男，工程師，本科，主要從事電氣調(diào)試工作。