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電力變壓器常規檢測試驗項目及檢測試驗方法



電力變壓器局部放電試驗,許多變壓器的損壞,不僅是由于大氣過電壓和操作過電壓作用的結果,也是由于多次短路沖擊的積累效應和長期工頻電壓下局部放電造成的。絕緣介質的局部放電雖然放電能量小,但由于它長時間存在,對絕緣材料產生破壞作用,最終會導致絕緣擊穿。為了能使110KV級以上電壓等級的變壓器安全運行,進行局部放電試驗是必要的。


電力變壓器交流耐壓試驗,它是鑒定設備絕緣強度最有效和最直接的方法, 特別是對考核主絕緣的局部缺陷,。交流耐壓試驗符合電力設備在運行中所承受的電氣狀況,同時交流耐壓試驗電壓一般比運行電壓高,通過試驗后,設備有較大的安全裕度;但是由于交流耐壓試驗所采用的試驗電壓比運行電壓高得多,過高的電壓會使絕緣介質損失增大、發熱、放電,會加速絕緣缺陷的發展,因此,從某種意義上講,交流耐壓試驗是一種破壞性試驗。

工頻耐壓試驗裝置

工頻交流耐壓試驗只檢查繞組主絕緣的電氣強度,即高壓、中壓、低壓繞組間和對油箱、鐵芯等接地部分的絕緣。而縱絕緣,即繞組匝間、層間、段間的絕緣沒有檢驗。對110KV及以上的變壓器要進行交流感應耐壓試驗,特別是對中性點分級絕緣的變壓器,由于不能采用外施高壓進行工頻交流耐壓試驗,其主絕緣和縱絕緣均由感應耐壓試驗來考核。交流感應耐壓試驗就是在變壓器的低壓側施加比額定電壓高一定倍數的電壓,靠變壓器自身的電磁感應在高壓繞組上得到所需的試驗電壓來檢驗變壓器的主絕緣和縱絕緣對地。但是對于匝間也一樣很難發現。

電力變壓器繞組絕緣電阻的測量,繞組連同套管一起的絕緣電阻和吸收比或極化指數,對檢查變壓器整體的絕緣狀況具有較高靈敏度,它能有效檢查出變壓器絕緣整體受潮、部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷,如各種貫穿性短路、瓷件破裂、引線接殼、器身內有銅線搭橋等現象引起的半貫通性或金屬性短路等。

相對來講,單純依靠絕緣電阻絕對值大小對繞組絕緣作判斷,其靈敏度、有效性較低。一方面是由于測量時試驗電壓太低,難以暴露缺陷,另一方面也因為絕緣電阻值與繞組絕緣結構尺寸、絕緣材料的品種、繞組溫度等有關,但對于鐵心夾件、穿心螺栓等部件,測量絕緣電阻往往能反映故障,這是因為這些部件絕緣結構較簡單,絕緣介質單一,正常情況下基本不承受電壓,絕緣更多的是起隔離作用,而不像繞組絕緣要承受高電壓,比如我們預試中曾多次通過絕緣搖表發現變壓器鐵芯一點或多點接地的情況,也曾通過絕緣電阻的測量發現變壓器套管瓷件破裂、有裂紋現象。但是對于縱絕緣中出現的各種缺陷不容易發現。


繞組直流電阻的測量,它是一項方便而有效的能反應繞組焊接質量、繞組匝間短路(金屬性)、繞組斷股或引出線折斷、分接開關及導線接觸不良等故障, 實際上它也是判斷各相繞組直流電阻是否平衡、調壓開關檔是否正確的有效手段。長期以來, 繞組直流電阻測量一直被認為是考察變壓器絕緣的主要手段之一, 有時甚至是判斷電流回路連接狀況的唯一辦法。但是對于縱絕緣中出現的非金屬性匝間短路則不容易發現。

電力變壓器油中溶解氣體分析,在變壓器故障診斷中,單靠電氣試驗方法往往很難發現某些局部故障和發熱缺陷,而通過變壓器油中氣體的色譜分析這種化學檢測的方法,對發現變壓器內部的某些潛伏性故障及其發展程度的早期診斷非常靈敏而有效,這已為大量故障診斷的實踐所證明。油色譜分析的原理是基于任何一種特定的烴類氣體的產生速率隨溫度而變化,在特定溫度下,往往有某一種氣體的產氣率會出現最大值;隨著溫度升高,產氣率最大的氣體依次為氫H2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2等多種氣體)。

值得注意的是,由于故障產氣與正常運行產生的非故障氣體在技術上不可分離,在某些情況下有些氣體可能不是設備故障造成,如油中含水可與鐵作用生成氫氣,過熱時鐵心層間油膜裂解也可生成氫,新的不銹鋼中也可能在加工過程中或焊接時吸附氫而運行后又緩慢釋放,另外,某些操作也可生成故障氣體,如有載調壓變壓器中切換開關油向變壓器主油箱滲漏或選擇開關在某個位置動作時懸浮電位放電的影響,設備油箱帶油補焊,原注入油含有某些氣體成份大修后濾油不徹底留有殘氣等。運行中排除其他原因,根據氣體可以分析出來變壓器內部短路,但是是什么地方短路則很難判斷。

測量介質損耗因數tgδ,它主要用來檢查變壓器整體受潮油質劣化、繞組上附著油泥及嚴重的局部缺陷。介損測量常受表面泄露和外界條件(如干擾電場和大氣條件的影響),因而要采取措施減少和消除影響。現場我們一般測量的是連同套管一起的tgδ,但為了提高測量的準確性和檢出缺陷的靈敏度,有時也進行分解試驗,以判別缺陷所在位置。

絕緣油介損測試儀

測量泄漏電流作用和測量絕緣電阻相似,只是其靈敏度較高,能有效發現有些其他試驗項目所不能發現的變壓器局部缺陷。泄漏電流值與變壓器的絕緣結構、溫度等因素有關,在《電力設備預防性試驗規程》中不作規定,只在判斷時強調比較,與歷年數據相比,與同類型變壓器數據相比,與經驗數據相比等。介質損耗因數tgδ和泄漏電流試驗的有效性正隨著變壓器電壓等級的提高、容量和體積的增大而下降,因此單純靠tgδ和泄漏電流來正確判斷繞組絕緣狀況的可能性也較小,這主要也是因為兩項試驗的試驗電壓太低,絕緣缺陷難以充分暴露。對于電容性設備,實踐證明如電容性套管、電容式電壓互感器、耦合電容器等,測量tgδ和電容量Cx仍是故障診斷的有效手段。對于變壓器縱絕緣中出現的各種非金屬性短路缺陷也一樣很難發現。

電力變壓器測量繞組連同套管的直流泄漏電流,當用直流電壓作用下,任何電介質上流過它的電流隨時間的增加而降低的、在一定的時間后趨于穩定,這個穩定電流就叫做直流泄露電流。大型變壓器體積較大,絕緣材料有油、紙、棉紗等。其繞組對繞組、繞組對鐵芯、套管導電芯對外殼,組成多個并聯支路。當測量繞組的直流泄漏電流時,能將各個并聯支路的直流泄漏電流值反映出來,所以容易發現局部缺陷。但是對于縱絕緣中的非金屬性接地或者短路也很難發現。

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