【电力变压器高压试验研究分析】电力变压器高压缺相时低压端的电压

　　摘要：电力变压器高压试验技术是一个广泛、笼统的概念，其中包括多种技术。文章以变压器的局部放电试验问题为例展开探讨。　　关键词：电力变压器；高压试验；局部放电；电气设备；变换电压
　　中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）27-0080-03
　　电气设备是否安全运行在很大程度上取决于其绝缘性能和功能是否良好。因此，为了确保电气设备的安全，需要进行相关的试验。很多的电气设备如变压器、传感器、开关等都需要做高压试验来检测其是否正常。而变压器是利用电磁感应原理通过变换电压来传输电能的一种设备，其中变换电压为运用最广泛的一种变换，可将电压由数十伏变换至数十万伏。本文研究的重点是电力变压器的高压试验之变压器的局部放电试验。电力变压器高压试验的影响因素有湿度和温度、电压极性与泄漏电流关系、升压速度等。在进行电力变压器高压试验时，要根据变压器的不同故障类型选择高压试验的内容，常见的电力变压器高压试验内容主要有以下几种：绝缘电阻的测量；介质损耗因数的测试；泄漏电流的测量；变压比的测量；交流耐压试验；局部放电的试验。
　　1 变压器局部放电试验介绍
　　局部放电试验属于电力变压器高压试验的一种常见试验项目，具有“非破坏性”。局部放电的试验方法主要有两种，区别在于采用何种电压作为预激励电压。预激励电压采用工频耐压。试验中，将预激励电压降到局部放电试验电压，大约10～15分钟后测量其局部放电量。预激励电压采用模拟运行中的过电压。试验中，将预激励电压降到局部放电试验电压，大约1～1.2小时后对其局部放电量进行测量。如果要测量变压器在长期工作电压下是否存在局部放电现象，应采用第二种试验方法。在局部放电试验中，绝缘结构设计、带电和接地电极表面场以及绝缘介质的承受场强等都会使得局部放电量偏小于规定值。在电力变压器局部放电试验过程中，以工频耐压为预激励电压的测试时间在15分钟左右，如果适当延长持续时间，有助于变压器的绝缘性能测试。但是，假如变压器本身的绝缘性不是很好，就会造成变压器不同程度的破坏性损坏。在局部放电试验中，局部放电量和电源频率无关，只是受到带电和接地电极表面的场强影响。因此，试验时所选的试验地点要对噪声进行控制，并对电源的局部放电量采取相应的隔离措施。
　　2 变压器局部放电试验问题分析
　　500kV变压器对比220kV变压器局部放电试验有独特之处，下面将分析分接开关档位设置问题、去磁问题、高压端绕组变形检测问题和补偿问题。当然除了以上所述，还有在试验中可能发生的大脉冲问题、变压器套管末屏问题等。解决好这些问题才能为试验安全、顺利进行做铺垫。
　　2.1 分接开关档位设置问题
　　变压器的一种重要部件就是分接开关，以往做变压器局部放电试验的时候，通常都要将分接开关调至“1”档，然后按照该档的高低压电压比在低压加压进行试验。
　　2.2 去磁问题
　　变压器局部放电试验的去磁问题包括两种：直流去磁法；交流去磁法。根据电工学理论，若要使铁心中的剩磁消失，则要改变线圈中励磁电流的方向，也就是改变磁场强度的方向，进行反向磁化。正反向通入直流电流，并逐渐减小，可缩小铁心的磁滞回环，以达到消除剩磁的目的。详见直流去磁接线图如图1所示，交流去磁接线图如图2所示：
　　据《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-1996）规定：对大修后、新安装或已到试验周期的≥220kV等级的电力变压器，都要进行以下试验：绕组直流电阻试验、空载特性试验、局部放电等试验。而绕组直流电阻测量结束后会在变压器铁心中残存剩磁，且直流磁化的匝数越大，剩磁越严重。以下两点是判断完全去磁的依据：相邻两次升电压后在同一电压下的励磁电流值不变；励磁电流波形的上下对称。
　　2.3 高压端绕组变形检测问题
　　变压器在运行中由于遭受各种故障短路和电流的冲击等不可避免的问题，变压器绕组可能因在短路电流产生的强大电动力作用下而失去稳定性，结果导致局部扭曲、鼓包或移位等永久变形现象，严重时将直接造成突发性损坏事故。
　　2.4 变压器局部试验过程中的补偿问题
　　在250Hz试验电压作用下，变压器等值感抗是工频试验电压下的5倍，而容抗是工频试验电压下的1/5，此时变压器的容性电流增大，变压器呈现容性负载特性。为防止发电机组产生自激或试验过程中出现参数匹配导致谐振，应对试验回路采取电感性无功补偿。500kV变压器容性电流多达50A，相对较大，若过补偿太多，需要电抗器数量就比较多，发电机容量及现场电源容量便难以满足要求，相比220kV变压器放试验时的过补偿>10%，一般500kV过补偿约5%为宜。
　　3 局放试验案例
　　3.1 案例情况
　　某站一起220kV变压器交接试验时出现局部放电超标现象，因为对这一现象进行了测试分析。该主变技术协议要求在1.5倍最高相电压下有以下若干规定：变压器局部放电量不应大于100pC；在1.3倍最高相电压下，局部放电量不应大于100pC，根据国家的标准要求，在每隔任意时间的任何时间段中出现的连续放电应不大于500pC。在1.5倍最高相电压下，变压器局部放电量不应大于500pC，在1.1倍最高相电压下，变压器局部放电量不应大于100pC。
　　3.2 试验情况
　　局放试验前该主变的各项常规试验合格、绕组变形试验合格，工频耐压试验通过，均未见异常。局放试验A相和C相正常，B相不合格。静置足够时间后，复测局放试验A相和C相正常，B相不合格。通过各种测试手段反复测试，证实该变压器内部B相确实存在局部放电，此变压器局放波形及变化明显呈现为内部绝缘材料放电特征。对其放电情况进行了大致分析判断，认为高压线端或中压线端出现局放的可能较小，出现在匝间的可能较大，需返厂检修。
　　3.3 试验结果及处理
　　通过对该主变多日的局部放电试验数据分析得出，变压器局放波形及变化明显呈现为绝缘材料放电特征。经分析可大致认为高压线端或中压线端出现局放的可能较小，出现在匝间的可能较大，因此不便于现场处理，必须返厂检修。局放的大致部位应为B相中压匝间，但也不排除B相高、中压之间绝缘材料以及B相高压调压绕组绝缘等部位出现局放的可能。厂家对B相绕组整体进行了更换，更换后交接试验通过。
　　4 结语
　　在电力变压器高压试验中，要充分考虑到整个试验过程可能的影响因素，并选取合理的试验条件、方法和内容进行试验。同时，还要注重试验过程的安全设计方法，确保试验的安全、顺利进行。根据试验所获取的准确试验数据来判断变压器的具体故障类型，并进行相应的处理来确保电力设备的安全稳定运行。
　　参考文献
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　　[4] 电力设备预防性试验规程（DL/T 596-1996）[S].北京：中国电力出版社，1996.
　　作者简介：林俊陆（1975-），男，广东汕尾人，广东电网公司汕尾供电局工程师，研究方向：变电运行、电气高压试验。
　　（责任编辑：文 森）

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