淺談電力變壓器高壓試驗方法與故障處理

朱晞旸+劉陽

摘要：電力變壓器是電力系統中常用的電氣設備，而變壓器能夠安全運行最終要的環節就是電氣試驗。本文對電力變壓器高壓試驗的條件和方法、故障和處理進行了分析，并進一步對強化高壓試驗的安全措施進行了具體的闡述。

關鍵詞：電力變壓器；高壓試驗；影響

前言

隨著電網覆蓋范圍的不斷擴大，電力變壓器的數量也呈不斷增加的趨勢。變壓器的主要作用承擔著電壓變換，電能分配和傳輸，以保證電力系統的穩定性與可靠性。因此，變壓器是避免電力系統故障的第一道屏障。電力系統工作人員不斷提高變壓器試驗水平，期望可以檢測出變壓器中潛藏的安全隱患，及早解決變壓器的故障問題，避免電力系統的供電事故，進而提高電力企業的經濟效益、社會效益與生態效益。

1電力變壓器高壓試驗的條件、方法

變壓器的主要作用是變換交流電壓、電流，感應電壓是由交流電流通人變壓器后產生磁通進而產生的。電氣高壓試驗是為了確保電氣設備的安全，因為設備的安全運行和電氣設備的絕緣性能、功能息息相關。

1.1變壓器高壓試驗的條件

為了有效的保證高壓試驗流程的堆滿性和精確性，則需要在高壓試驗中，盡量對高壓試驗中的工作條件進行提取，所以在電力變壓器進行高壓試驗時則需要滿足以下基本條件：

一是保護試驗室周圍的環境符合試驗的要求，同時對于環境溫度則要控制在-20℃和40℃之間；二是試驗室中空氣溫度為25～30℃時，應將相對濕度控制在85%以下；三是在地面電力變壓器的試驗室安裝中，則需要對試驗室的環境進行嚴格的控制，以有效的避免氣體、污垢和化學性積塵等對絕緣性能的影響；四是進行電力變壓器高壓試驗時，需要有足夠的保護電阻來保護電壓升高過程所需要的電阻，一旦在試驗過程中超過規定的高壓時，則變壓器不能進行斷合；五是進行變壓器試驗過程中，需要保護額定容量和電壓在嚴格的控制水平內，同時還要保證其具有良好的散熱。

1.2變壓器高壓試驗的方法

一是在進行引線的連接時要嚴格按照電力變壓器接線的原理圖進行，在與控制箱進行接地時，要對其安全性和可靠性予以保證；二是為了確保高壓試驗的穩定進行，需要在試驗前對各接線的接觸點進行檢查，確保接觸的良好性，同時還要對控制箱內的調壓器進行檢查，確認其已歸零；三是在接通電力變壓器的電源時，當綠色指示燈亮時可以啟動按鈕，但紅色指示燈亮時則要等待升壓；四是在進行升壓過程中，試驗人員握住調壓器的手柄進地順時針的勻速旋轉，使升壓緩慢進行，同時對于儀表的指示變化及運轉情況要密切觀察；五是一旦高壓試驗完成，則迅速按下停止按鈕，并切斷所連接的電力變壓器電源，同時去除連接的引線。

2試驗過程分析與處理

在變壓器沖擊合閘試驗過程中我們要做的就是對現象進行認真地檢測：

第一方面，也是最重要的方面，那就是首先要確定好變壓器的狀態，狀態的重要性大家應該知道，本文不表。我們在做實驗時要注意到許多問題，比如沖擊電流的大小，空載電流的大小，第一次第二次側電壓的頻率，以及變壓器的變化變壓器的正常聲音是均勻的嗡嗡聲，檢測時要注意對比。下文是對聲音異常的分析，只是簡單指出幾種常見的情況，第一種，聲音要不以前的大很多，但聲音還是非常的均勻的，那么我們就應該降低外加電壓來調節了，

第二種，聲音不僅僅大，而且非常的亂，那就要檢查內部的鐵芯了，或者是金屬有些松動了。

第三種，如果出現爆裂聲響，這也是看似最恐怖的一種，導致這種現象的原因，可能是變壓器內部出現擊穿現象。

上文所說的這三種現象都是非常常見的，所以當遇到這些情況時，不必驚慌，按部就班的來，就會比較順利解決問題。第二方面，就是變壓器的裝置問題了，在變壓器開始工作時，差動保護等電信號驅動也就相應的開始了他們自己的工作，這樣一來，檢測裝置上的電流表的指針就會突然間變大，而且指針所指的數值也是不小的，在這種情況下，繼電保護裝置應該是停止運作的，如若不然，那應對變壓器進行嚴密的檢查，可以采取抽樣法對變壓器中的油氣進行色譜分析，來看是不是內部的問題以采取相應的措施，來保護整定值的調整。

3高壓試驗變壓器的故障及處理

3.1試驗設備組成及工作原理

YD-QSB（JZ）高壓試驗變壓器是對高壓設備進行試驗交、直流耐壓的專用儀器。該儀器由控制箱、高壓試驗變壓器（升壓變壓器）、連接導線組成。接線原理如圖1所示。其工作原理為：將控制箱、高壓試驗變壓器用連接導線按正確的方式連接上，將手輪調回零位，接通電源，控制箱面板綠燈指示亮，表示電源接通。按下起動按鈕，紅燈亮，綠燈滅，表示試品已接通，可以升壓。轉動調壓器手輪，均勻而較快地升壓，同時從控制箱指示儀表讀取所升高電壓數據，并記錄所升高電壓的穩定時間。

3.2故障現象

該儀器曾出現故障，并返廠修理過，后來又出現故障，兩次現象相同，表現為：控制箱高電壓指示儀表指示不正常（即不能檢測試驗時所升高電壓數據）。外觀初步檢查，自耦調壓器二次輸出正常，電壓表無異常，線路連接正確。

TY為自耦變壓器；GB為高壓試驗變壓器；LJ為電流繼電器；K為調壓器零位開關；JC為交流接觸器；D為短路桿

3.3儀器檢查及原因分析

控制箱內的控制回路升壓正常，輸入、輸出正常；連接導線用萬用表歐姆檔測試，也顯示正常；因此判斷可能是高壓試驗變壓器故障。從原理圖可看出，高壓試驗變壓器有3個同心線圈——原邊線圈、高壓輸出線圈、儀表專用線圈。工作時，控制箱內電壓回路接通后，通過自耦調壓器的調節，使高壓試驗變壓器的原邊線圈與高壓輸出線圈的比例關系不變，而其匝數遠遠小于高壓輸出線圈，故從儀表上可讀取升壓值。將試驗變壓器拆開后檢查發現，變壓器原邊線圈、高壓輸出線圈均無異常，而儀表專用線圈有明顯的過熱痕跡，因此判斷為儀表專用線圈燒毀。檢查儀表線圈，其所使用導線為0.3mm。分析燒毀原因，應該是由于線圈芯線的截面積較小，載負荷能力差，致使在儀器升壓工作過程中當泄漏電流較大時，將線圈燒毀。儀器兩次故障現象相同，均是該原因造成的，由于線徑是在設計裝配過程中選型決定的，所以在次返廠修理時，問題沒有得到徹底的解決。

3.4處理措施

根據實際情況，采取的辦法只能是更換儀表線圈。儀表線圈與另外兩個線圈的排列順序是：從鐵心向外，依此為儀表線圈、高壓輸出線圈、原邊線圈（即一次線圈）。更換儀表線圈，在較潔凈的房間內，將鐵心硅鋼片一一拆開，然后將原邊線圈、高壓輸出線圈依次取下，用白布分別包好、放好，防止塵土及異物，以備裝配；測量好儀表線圈的原繞制成型的數據，然后將已燒毀的儀表線圈取下，選用截面積較大、載負荷能力較高的0.45mm的漆包線，按原來的儀表線圈匝數及裝配外型尺寸重新繞制。繞制完成后浸漆、干燥。開始裝配，先將儀表線圈按原樣裝好，再將高壓輸出線圈、原邊線圈按原來的位置安裝好，將700多片硅鋼片重新按原型裝配。最后對高壓試驗變壓器的變壓器油進行了更新。將修好的儀器進行空載試驗、帶負荷試驗，顯示正常；與另外的一套儀器升壓試驗比較，結果良好，達到了工況要求。在隨后的循環水高壓電機、氟里昂高壓電機及公司內配電變壓器的檢修試驗中，使用該儀器，顯示穩定可靠。目前在兩年多的實踐中證明，該試驗變壓器的故障處理措施是可行的。

4高壓試驗應采取的安全技術措施

高壓試驗通常在高壓下進行，因此安全問題非常重要。因為在高電壓下工作，由于疏忽，人體與帶高電壓設備部分的距離小于安全距離時，極有可能發生人身傷亡事故。由于錯接試驗電路或錯加更高的試驗電壓，很可能使被試設備或試驗設備發生損壞。為了有效防止意外事故的發生，應在思想高度重視的基礎上，必須做好以下各項安全技術措施。

（1）在高壓試驗前，充分作好預備工作。擬定好試驗方案，必須嚴格執行《電力安全工作規程》中的相關內容，在高壓試驗設備和高壓引線四周，均應裝設安全網（遮欄），并在網上向外懸掛“止步，高壓危險”標示牌。裝設安全網的地方應派專人看管，以防外人不慎人內；對遠處出現高壓（如電纜試驗）的地方也應裝設安全網，也應派專人看管。

（2）高壓試驗工作必須有兩人以上共同配合，才能開展工作，并應明確其中有經驗的一人為試驗負責人，負安全責任。

（3）試驗前，試驗負責人應對每個參加試驗的人員明確分工，具體說明有關安全的注意事項。

（4）工作任務不明確，試驗設備地點或四周環境不熟悉，試驗項目和標準不清楚，以及人員分工不明確的，都不得開展工作。

（5）試驗設備的容量，儀表的量程必須在試驗前考慮合適，儀表的轉換開關、插頭和調壓器及滑桿的轉動方向，必須判明且正確無誤。

（6）因試驗需要而斷開設備與外部的連線時，拆前應做好標記，以免恢復時接線錯誤。

（7）試驗設備和被試驗設備的金屬外殼均應接地，高壓試驗引線應盡量縮短，截面應足夠大；高壓回路對安全網，設備外殼墻壁等地電位物體應有足夠的安全距離，以防發生放電。

（8）高壓試驗一般由較低一級的試驗人員負責接線，之后由試驗負責人負責檢查。檢查接線是否有誤，安全用具（如安全網、標示牌、絕緣手套、絕緣墊、放電棒、接地線）是否齊全，安全措施是否妥當。經檢查確認無誤后，令全部試驗工作人員撤到安全網之外后發出“各就各位”的命令，方可認為試驗預備工作全部完成。

5結語

電力系統中的變壓器是保證電力系統供電安全性、可靠性、高效性、穩定性的重要影響因素，相關工作人員必須提高重視，以有效的試驗手段以及故障排除方案，來避免電力系統中變壓器試驗與運行過程中的故障問題。電力變壓器在絕緣試驗中，有些細小環節容易忽視，必須予以充分重視；除此之外，還有環境濕度、剩余電荷、表計、接線、高壓連線等方面的影響，要消除這些影響并不難，只要掌握產生影響的機理，嚴格掌握試驗方法，就能測出正確的數據，保證設備的可靠運行。