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摘要：變壓器是保障電力系統(tǒng)輸變電安全運行的重要電氣設備，目前隨著輸電、變電能力的不斷提高，電壓等級也在不斷提高，變壓器的可靠運行及故障診斷處理就顯得愈發(fā)重要。對于電力系統(tǒng)而言，在其正常工作過程中，需要重視對變壓器的檢修，這是保障變壓器工作質量、優(yōu)化系統(tǒng)運行安全的重要舉措。為此，該文重點針對檢修以及試驗過程中遇到的眾多問題進行分析，并在此基礎上探尋相關處理方法，希望能夠對有關工作的開展提供借鑒幫助。
關鍵詞：高壓試驗;變壓器試驗;故障問題;處理對策
現(xiàn)如今，在人們的生活工作中，處處都需要用電，因而電力成為了社會發(fā)展過程中必不可少的一種資源。在這一背景下，電力企業(yè)為了能夠獲得更為廣闊的發(fā)展空間，必須要對電力系統(tǒng)進行優(yōu)化處理，由于現(xiàn)在用電需求量非常大，電力系統(tǒng)在工作過程中，不僅要實現(xiàn)供電的目的，在供電質量方面也需要滿足人們的正常工作以及生活。如果電力系統(tǒng)長時間處于高負荷的狀態(tài)中，變壓器損壞問題可能會經(jīng)常發(fā)生。而一旦變壓器出現(xiàn)問題，則會直接導致供電傳輸工作受到較大阻礙。為了能夠排除故障隱患，需要借助高壓試驗進行詳細檢測，從而順利找到變壓器遇到的問題，同時還要根據(jù)故障情況進行相應的處理，有效保障變壓器維持正常的工作狀態(tài)，促進經(jīng)濟效益的增長。
1局部放電在線監(jiān)測技術的相關發(fā)展
以變壓器設備為主要研究對象進行相關探究，國內以及國外學者對變壓器的局部放電監(jiān)測情況展開了有關探討。在2008年時，德國相關學者發(fā)表了一篇報道，在報道中他們借助超聲波以及特高頻傳感器進行聯(lián)合監(jiān)測，從而獲取到了關于局部放電關鍵技術相關結論。在研究過程中，學者在超聲波的幫助下實現(xiàn)對局部放電的監(jiān)測，在這一過程中會出現(xiàn)一些噪聲，學者對于噪聲產生的原因進行了有關討論，與此同時，學者以相關信號為依據(jù)進行了算法研究，利用對應的算法從而明確放電位置，在這一過程中，針對多種算法進行了對比分析，并且得到了最合適的算法。與國外局部放電在線監(jiān)測技術的發(fā)展情況相比，我國在這一方面的發(fā)展時間較短，在20世紀70年代左右，我國在該領域才開始著手進行研究。上海交通大學研發(fā)了具有高速長時間采樣寬帶吸引的局放監(jiān)測儀，通過對電氣設備長期監(jiān)測判斷絕緣損壞情況[1]。
通過對變壓器的構造進行分析可以發(fā)現(xiàn)，其內部結構較為復雜，之所以會引起局部放電情況，主要源于以下兩方面原因：第一，變壓器在生產、運輸以及安裝等環(huán)節(jié)可能會出現(xiàn)絕緣異常的情況；第二，在變壓器運行過程中，隨著其使用時間的不斷增加，絕緣性能也會出現(xiàn)一定程度的下降，這是引發(fā)局部放電的主要因素。而長時間的局部放電又會加劇絕緣損壞程度，久而久之便會陷入惡性循環(huán)之中，最終致使絕緣性能完全消失。因此，在對局部放電情況進行檢測時，檢測難度會有所增加。通過相關調查可以得知，在變壓器內部，放電位置較為集中，主要出現(xiàn)在油中氣隙、固體表面、油楔等處。
3高壓試驗的類別
高壓試驗主要分為3種類型。第一，絕緣電阻。這種試驗方法在變壓器試驗過程中將會發(fā)揮出較為顯著的作用。需要注意的是，為了能夠盡量消除不必要的因素對試驗的干擾，確保測量結果保持高度精準性，在進行試驗時，要對溫度以及測量時間進行合理把控。除此之外，還要將溫度以及時間調節(jié)至固定的參數(shù)水平后進行多次測量，將每次測量的結果記錄下來，進行整理分析，最終獲得故障詳情。第二，變比試驗。在使用這種方式時，要以變壓器為對象進行相關操作，經(jīng)過一定方式的操作后，變壓器的電壓會增加至既定的程度，在這一基礎上，結合變比值展開檢測工作，然后改變條件，每次改變條件后都要統(tǒng)計記錄當時的變比值，經(jīng)過多次條件變更后，將所得到的多個變比值放在一起進行分析，從而得到數(shù)值與數(shù)值之間的聯(lián)系。第三，空載變壓試驗。通常情況下，這種試驗方式需要通過測量明確電壓以及電流之間的關聯(lián)性，找到二者之間的有關規(guī)律，同時也能夠借此方法找出變壓故障[2]。
4影響高壓試驗的相關因素
4.1溫度
在開展高壓試驗時，為了確保數(shù)據(jù)測量的精準性以及試驗結果的可靠性，需要對影響試驗的眾多因素進行探析。經(jīng)過相關調查可知，溫度在其中將會產生較大的干擾性。對于不同地區(qū)來講，其所處的海拔高度不同，氣候條件也各有差異，因而在不同的地區(qū)進行試驗，其所測得的溫度值會有較大的差距。以某個恒定溫度下的試驗情況為標準進行衡量，如果試驗進行過程中，其他條件不變，所處的環(huán)境溫度低于這個恒定溫度，變壓器中的電阻值會比恒定溫度下的電阻值更高，從這一點可以看出，溫度的變化會導致試驗結果會產生顯著的差異性。雖然在先進的科學技術的支持下，在實驗室中借助溫控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對溫度的有效控制，但是由于溫控系統(tǒng)的啟動也需要花費一定的時間，在進行試驗的過程中，溫度會處于不斷變化的狀態(tài)，電力系統(tǒng)中的電阻性能在一定程度上可能會隨著溫度的改變而出現(xiàn)故障，進而致使測量的數(shù)據(jù)結果不具有可靠性。除此之外，溫度的不斷波動還會造成試驗時間的增長，這給試驗操作人員帶來了較大的工作壓力，并且高壓試驗對電力設備也有一定的損耗。如果試驗時間過長，變壓器的使用壽命會不斷減少[3]。從根本的角度進行思考，絕大多數(shù)變壓絕緣體對于溫度的感知力都比較敏感，對于很多變壓器來講，其絕緣電阻受溫度的干擾也會比較強烈，因而在進行試驗時，所測得的數(shù)據(jù)信息可能會因為溫度的影響而出現(xiàn)不精準的情況。從一般性的角度考慮問題，受溫度的干擾，絕緣電阻會發(fā)生一定程度的變化，這種變化趨勢與溫度的變化趨勢通常保持相反的發(fā)展方向。基于微觀的角度看待問題，在進行試驗時，如果其余條件均固定，只有溫度處于動態(tài)變化的狀態(tài)，隨著溫度的不斷增高，絕緣體中的分子以及離子等會慢慢開始運動，隨著溫度的不斷增長，分子、離子的運動也會加快，在這種情況下，絕緣電阻值會有所下降。在溫度不斷升高的過程在，受潮絕緣吸收比會逐漸朝向更低的趨勢發(fā)展，而干燥絕緣吸收比也會朝向更高的趨勢發(fā)展。特別是當溫度處于30℃~40℃之間時，如果制成曲線圖，從圖上便可以看出吸收比會呈現(xiàn)峰值狀態(tài)，緊接著就是下降[4]。
4.2升壓速度
在變壓器工作過程中，電流泄露情況較為常見，這是變壓器特有的一種現(xiàn)象，這類情況一般都是恒定不變的，因此不會因為溫度的變化而出現(xiàn)更改。但是在進行相關試驗時，如果借助微安表工具開展測量工作，并通過具體的測量進行讀數(shù)，實際測得的數(shù)據(jù)結果與泄露電流之間會存在一定的差距。從這一點來看，在試驗過程中，泄露電流并不是一直不變的，它也會因為升壓速度的干擾而產生變化。并且需要注意的是，如果電容器的容量越大，泄漏電流受升壓速度的影響程度也會更為顯著。
4.3電壓極性
在進行這一試驗時，測量得到的數(shù)據(jù)容易受到多方因素的干擾。除此之外，不管試驗是否具有可行性或者試驗測得數(shù)據(jù)是否具有精準性，試驗的開展都會對變壓器的正常工作造成一定的危害，特別是從安全性的角度考慮，會埋下較大的隱患。另外，在試驗過程中，電壓極性也屬于一種較為重要的因素，這一因素的存在會對泄露電流造成相關影響，一般情況下都是由變壓器受潮所引起的。對于變壓器絕緣體而言，其如果受潮，通常是由外殼開始，處于絕緣層的水分在電場中會呈現(xiàn)正電荷，再加上正極性電壓的影響，水分子會游移到外殼，絕緣層中的水分會因此減少，泄露電流也會隨之降低。如果這時增加負極性電壓，在類似原理的作用下，絕緣層的水分會增加，泄露電流也會隨之變多[5]。雖然上文講述了電壓極性與泄露電流的相關情況，但是從實際的角度出發(fā)進行思考，并不是所有的變壓器都會受到極性的影響，尤其是新的變壓器，更不易受其干擾，因而最后所測得的數(shù)據(jù)結果基本上也沒有多大的偏差。通過探究出現(xiàn)這一情況的原因可以發(fā)現(xiàn)，新的變壓器一般不會出現(xiàn)受潮的情況，因而絕緣層的水分子會較少，進而致使漏電問題并不明顯。在這種情形下，不論是在正極還是負極電壓下進行泄露電流的測量，所得到的結果基本都所差無幾。舊變壓器泄露電流的情況易于受到電壓極性的干擾，特別是在試驗過程中，將電壓調節(jié)至50%~80%之間的時候，泄漏電流受到的影響最為顯著。
4.4變壓器鐵芯接地
在變壓器試驗過程中，會有高壓電流的存在，如果電流一旦出現(xiàn)泄漏，很容易會對附近的電力設備造成破壞，同時也會給相關工作人員的安全帶來一定的隱患。為此，在試驗過程中，相關設備需要采取接地處理，但是在變壓器的鐵芯接地處理工作中，由于電容夾片的影響，變壓器鐵芯通常不能有效接地，在這種情況下，放電的正常性將無法得到保障。另外，在進行試驗的過程中，由于等效電路繞組與變壓器鐵芯形成了串聯(lián)的等值電路，這會造成變壓器設備中絕緣電阻的阻值提高，降低分支電路電容對電流的吸收，同時也造成變壓器試驗的測量結果出現(xiàn)偏差[6]。
5變壓器試驗過程中有關故障的相關處理方法
5.1降低溫度變化所帶來的干擾性
一般情況下，在進行試驗時，絕緣電阻受溫度的干擾比較強烈。站在實際的角度進行分析，溫度的波動會影響絕緣電阻的正常使用。基于此，在開展試驗工作的過程中，相關工作人員要對溫度進行合理調控，確保溫度處于正常的變化范圍，避免出現(xiàn)較大的波動，盡可能地保障其溫度的穩(wěn)定性，使其長時間保持固定不變的溫度值。除此之外，在進行試驗時，還需要確保絕緣電阻器具備一定的干燥性，這樣做的目的是避免由于溫度以及濕度的影響，干擾試驗的正常進行。
5.2嚴格校準試壓數(shù)據(jù)
對于試驗的開展而言，其通常會伴隨著一定程度的風險。升壓速度對于檢測結果有著較為明顯的干擾作用，因而在實際開展試驗時，需要加強對升壓速度的控制力度，使其維持在一個正常的速度范圍內。一般情況下，測量試驗數(shù)據(jù)時，工作人員要具備充足的耐力，時刻觀察試驗條件是否合格，避免因為客觀條件的影響導致試驗數(shù)據(jù)發(fā)生誤差。除此之外，在進行試驗時，需要明確操作規(guī)范以及詳細的操作步驟，在合理控制升壓速度的基礎上，展開數(shù)據(jù)測量工作，并對測得的數(shù)據(jù)進行校準，從而有效保障所獲取的數(shù)據(jù)具有可靠性。
5.3短距離連接試驗設備和其他設施
感應電壓的存在會給試驗造成不必要的干擾，為了盡可能避免該因素的產生，在正式進行試驗之前，工作人員還需要做好充足的準備工作，提前布置好規(guī)避舉措，有效避免感應電壓的產生，這樣做有利于合理控制風險事件的出現(xiàn)。在實際實踐過程中，為了防止感應電壓的產生，操作人員需要綜合考慮相關設施設備的影響。與此同時，還需要處理好設備以及其他設施之間的關系。一般情況下，在具體操作過程中，所要用到的試驗設備與其他設備之間可以通過短距離連接的方式進行連接，然后再落實好接地工作。除此之外，就算在操作過程中，不會涉及相關設施設備，同樣也需要做好接地措施。
5.4進行必要的儀器檢測
在高壓試驗過程中，變壓器可能會出現(xiàn)這一問題：儀器控制箱中的控制回路升壓并無異常，輸入、輸出也沒有檢測出問題，在實際進行試驗操作時，儀器指針卻表現(xiàn)出異常，將儀器進行維修后問題依舊沒有解決，從外觀上進行觀察，并未發(fā)現(xiàn)有明顯的區(qū)別。在出現(xiàn)這一情況后，經(jīng)過縝密的分析，可以認為是變壓器高壓試驗故障。這時，相關試驗人員要針對儀器進行全面檢查。
5.5高壓試驗故障處理流程
試驗操作者之間要進行緊密配合，通過優(yōu)化處理流程等方式確保高壓試驗故障處理速度更快、精準性更高。經(jīng)過相關分析，可以將故障處理的操作分為以下幾個環(huán)節(jié)：第一，做好前期準備工作。準備試驗安全網(wǎng)，在試驗周圍設置醒目的標牌，用以提醒行人此處危險。第二，試驗過程一般僅靠一個人是無法完成的，因而需要組建試驗小組，小組成員中必須要有1位及以上經(jīng)驗豐富的試驗操作人員，其主要負責對整體試驗工作進行規(guī)劃，并控制儀器應用的合理性以及規(guī)范性。第三，在高壓試驗開始前，需要檢查儀表容量、開關等處，為試驗的進行做好鋪墊。第四，構建電力故障診斷模型，通過對模型加以分析，能夠對電力故障進行模擬，同時也能看到可能會發(fā)生的變化，這為試驗工作者的后續(xù)操作提供了重要參考依據(jù)。第五，小組成員進行設備和線路的連接，最終試驗的負責人對工作結果進行驗收。檢查過程中重點需要注意引線的長度是否合適、設備及其金屬外殼是否接地、接地物體間的距離是否存在安全風險等。在完成檢查工作后，如果沒有問題，則安排所有撤退到安全區(qū)域，然后展開后續(xù)工作，如評估試驗結果等。
6結語
總體來講，在進行高壓試驗時，必須要提高謹慎性，注意眾多細小的環(huán)節(jié)，特別要加強對溫度、濕度等條件的把控，盡可能避免相關因素給試驗所造成的干擾性。從事試驗工作的人員需要搞清楚產生數(shù)據(jù)偏差的原因，同時還要對相關試驗方法了熟于心，在排除各種干擾措施后，展開精確的測量工作，并對測得的數(shù)據(jù)進行分析處理，從而保障設備的正常運行。
作者：胡暉 周廣成 李安茂 單位：山東省產品質量檢驗研究院
