眾所周知，交流耐壓是考核電力變壓器絕緣強(qiáng)度的最有效的方法。隨著試驗(yàn)裝置的開發(fā)，故在《預(yù)規(guī)》中規(guī)定對(duì)更換繞組的變壓器均應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，對(duì)10kV及以下的變壓器為1～5年做定期耐壓試驗(yàn)，對(duì)66kV及以下的變壓器在大修后做耐壓試驗(yàn)。進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)必須在其他試驗(yàn)都正常的情況下進(jìn)行，如絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)、泄漏電流、tgδ及絕緣油等試驗(yàn)。如發(fā)現(xiàn)有缺陷，應(yīng)在處理完好后再進(jìn)行耐壓，以免造成不應(yīng)有的絕緣擊穿。耐壓試驗(yàn)方法如下。
1、外施電壓法(加1min工頻電壓)，它用于全絕緣變壓器或分級(jí)絕緣的中性點(diǎn)耐壓及低壓繞組的耐壓試驗(yàn)。
2、倍頻感應(yīng)法。它用于分級(jí)絕緣變壓器的耐壓試驗(yàn)。
3、操作波感應(yīng)試驗(yàn)法。它是用來考核變壓器絕緣耐操作過電壓的能力的試驗(yàn)，對(duì)220kV大型變壓器，允許用操作波耐壓代替倍頻感應(yīng)耐壓來考核變壓器的主絕緣和縱絕緣。
一、測(cè)量方法
1、外施電壓法
(1)按被試變壓器的電壓，容量和電容來選擇試驗(yàn)變壓器。其應(yīng)輸出的電流為：
I=ωCX×U(MA)
ω=2π?
式中 CX一一變壓器電容量，μF;
U一一試驗(yàn)電壓，kV。
其所需電源容量為P=ωCXU2×10-3(kVA)，一般不得超載運(yùn)行。當(dāng)試驗(yàn)變壓器不能滿足耍求時(shí)，可以采用串聯(lián)諧振成套試驗(yàn)裝置。其他的設(shè)備還有調(diào)壓器，過流保護(hù)，電壓測(cè)量裝置，保護(hù)球間隙，保護(hù)電阻，控制裝置等，一般在成套設(shè)備中都已經(jīng)配備好，但需要進(jìn)行調(diào)試。
(2)在進(jìn)行耐壓前，其他試驗(yàn)必須合格。油浸變壓器若經(jīng)濾油或運(yùn)輸，應(yīng)靜置一段時(shí)間再試驗(yàn)。(對(duì)500kV的72h以上，220及330kV的48h以上，110kV及以下的24h以上。)
(3)接上被試變壓器，接通電源，從零開始升壓，升壓速度從75%試驗(yàn)電壓后應(yīng)以每秒2%試驗(yàn)電壓均勻升壓。
(4)升壓過程中，應(yīng)監(jiān)視高壓回路和變壓器有無異常。如有異常，應(yīng)查明原因并降壓停電。升到試驗(yàn)電壓后保持1min，然后降壓并斷開電源。并對(duì)變壓器進(jìn)行放電。
(5)試驗(yàn)前后應(yīng)測(cè)量絕緣電阻且應(yīng)無明顯差別。
2、操作波試驗(yàn)
由于操作波試驗(yàn)具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、便于現(xiàn)場(chǎng)使用的優(yōu)點(diǎn)，故允許用來代替倍頻感應(yīng)耐壓來考核變壓器的主絕緣和縱絕緣。
(1)波形及試驗(yàn)電壓。波形如圖4-3所示。其中波頭時(shí)間(Tcr)應(yīng)≥1OOμS;波尾(TZ)時(shí)間應(yīng)≥1000μS;超過90%規(guī)定峰值持續(xù)時(shí)間(Td(90))應(yīng)≥200μS，反峰電壓值(U2m)不大于試驗(yàn)電壓的50%(試驗(yàn)電壓值可參見預(yù)規(guī)的表6)。
圖4-3 操作波波形圖
(2)基本接線方式。單相變壓器接線如圖4-4所示，三相變壓器接線如圖4-5及圖4-6所示。
圖4-4 單相變壓器試驗(yàn)接線 圖4-5 330kV、500kV三相變壓器試驗(yàn)接線
試驗(yàn)的具體接線及各元件的參數(shù)，對(duì)于不同電壓等級(jí)和容量的變壓器，可根據(jù)具體情況計(jì)算而得。(詳見DL 474.6-1992導(dǎo)則部分)
(3)將全電壓與0.5、0.75倍試驗(yàn)電壓下的電壓、電流進(jìn)行比較，便可判斷變壓器是否出現(xiàn)故障。當(dāng)主絕緣擊穿時(shí)，電壓突然截?cái)嗖a(chǎn)生振蕩，電流也突然上升。當(dāng)匝間或段間絕緣損壞時(shí)，(如短路)被試端電壓幅值降低，波頭時(shí)間變短，波尾時(shí)間縮短，中性點(diǎn)示傷電流峰值超前于電壓過零時(shí)間。
圖4-6 110kV、220kV三相變壓器試驗(yàn)接線
(4)具體的安全注意事項(xiàng)可參見《DL 474.6-1992導(dǎo)則》。
二、實(shí)例說明
1、實(shí)例1-1 試驗(yàn)變壓器的選擇
某變電所有二臺(tái)變壓器，容量為8000kVA，電壓為35kV。要對(duì)其進(jìn)行工頻交流耐壓試驗(yàn)，選擇試驗(yàn)變壓器。已知其高壓對(duì)低壓及地(外殼)的電容為7000PF。
根據(jù)《預(yù)規(guī)》要求：35kV變壓器的定期試驗(yàn)電壓值按部分交換繞組電壓值，即72kV考慮，交接試驗(yàn)電壓值按全換繞組考慮，即85kV。按上述計(jì)算公式，I=UWCX=72×103×314×7000×10-12=158×10-3A，P=100×103×158×10-3=15.8kVA，選擇100kV原因是考慮到35kV系統(tǒng)的其他高壓設(shè)備也可使用。(電流和電壓互感器為72kV，少油斷路器為95kV，絕緣子為100kV，閥式避雷器為50kV，隔離開關(guān)為95kV)。
按上述計(jì)算可選取YDJ-20kVA/100kV型試驗(yàn)變壓器。
2、實(shí)例1-2 避免誤判斷
一臺(tái)三相電力變壓器，容量90MVA，電壓220kV進(jìn)行操作波感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)接線如圖4-7所示。
圖4-7 操作波試驗(yàn)接線圖
在50%試驗(yàn)電壓下的電壓波形出現(xiàn)異常，波峰處波形出現(xiàn)一個(gè)凹陷，如圖4-8所示。
分析放電回路，G1擊穿后，C1通過R2向C2、T3放電，由于T3中電流不能突變，實(shí)際上是C1向C2充電，而C1>C2形成波形的上升部分，經(jīng)Tcr時(shí)間后UC2≈UC1，并維持大于200μS時(shí)間，若球隙G1間隙調(diào)得過大，造成G1熄弧，熄弧后，C2向T3放電，C2上電壓下降，當(dāng)UC1>UC2時(shí)，G1又被擊穿，C1又向C2，T3放電，UC2回升，這就形成波形中的凹陷，最后C1，C2共同向T3放電，形成試驗(yàn)電壓波形的波尾部分。經(jīng)調(diào)整G1后，凹陷便消失，避免了誤判斷。
圖4-8 實(shí)測(cè)操作電壓波形
3、實(shí)例1-3 從波形圖分析故障性質(zhì)
對(duì)某臺(tái)變壓器進(jìn)行操作波試驗(yàn)時(shí)，在示波圖上出現(xiàn)如圖4-9(a)所示波形，即電壓升至擊穿點(diǎn)后便突然下跌，隨之產(chǎn)生振蕩，而電流則同時(shí)突升。這種波形屬于永久性的主絕緣擊穿。
對(duì)另一臺(tái)變壓器進(jìn)行操作波試驗(yàn)時(shí)，電壓波下降后又回升，形成馬鞍形，如圖4-9(a)所示，電流則發(fā)生突變和振蕩，此種波形屬于由于油的滅弧作用使故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)。
對(duì)一臺(tái)有金屬性匝間短路變壓器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，其電壓幅值由于匝電流去磁作用而降低，同時(shí)由于短路點(diǎn)損耗使電容放電加快，波尾部分電壓明顯下凹，而電流則基本不變，第二峰值提前出現(xiàn)(電阻損耗影響)，如圖4-9(c)所示。
對(duì)匝間發(fā)生火花放電的情況，由于火花熄滅使電壓下跌又回升，形成一個(gè)凹陷，電流在對(duì)應(yīng)點(diǎn)有振蕩，整個(gè)波形無明顯變化，如圖4-9(d)所示。
圖4-9 波形圖
(a)主絕緣永久性擊穿波形;(b)擊穿后主絕緣恢復(fù)波形;(c)金屬性匝間短路波形;(d)匝間火花放電波形
華意電力是國內(nèi)專業(yè)的電力承裝(修、試)資質(zhì)及電力承試設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)企，專業(yè)針對(duì)不同電壓等級(jí)的試驗(yàn)需求，定制不同配置的電氣試驗(yàn)產(chǎn)品。華意電力24小時(shí)為您服務(wù)：400-060-1718。
歡迎關(guān)注微信公眾號(hào)：華意電力
