牵引变电所电气设备预防性试验与数据分析
摘要:牵引变电所预防性试验是判断电气设备能否继续投入运行的重要依据。本文主要对牵引变电所电气设备预防性试验的数据结果进行了综合分析。
关键词:牵引变电所;预防性试验;综合分析
一、前言
牵引变电所电气设备的预防性试验是判断设备能否继续投入运行及系统能否安全运行的重要依据。在预防性试验中每一项试验项目对反映不同绝缘介质的各种缺陷特点及灵敏度各不相同。通过试验,掌握设备的绝缘状况,及时发现设备隐患,避免设备绝缘在长期运行中老化或是系统因过电压的作用被击穿而造成大面积的停电事故。为了防止设备在运行中发生事故,应定期对牵引变电所电气设备进行预防性试验。
二、电气设备预防性试验简介
(一)预防性试验分类。牵引变电所电气设备的预防性试验可分为绝缘试验和特性试验。绝缘试验又可分为:破坏性试验和非破坏性试验两类。
1.破坏性试验(耐压试验)
这类试验对设备绝缘的考验是十分严格的,它能够暴露出那些危险性较大的集中性的缺陷,并可以保证设备的绝缘有一定的水平和裕度。其缺点是有可能在测试时给设备的绝缘带来一定的损伤。
2.非破坏性试验
这类试验是指在较低的电压下或是采用其它不会损伤设备绝缘性能的办法来测试设备绝缘的各种特性,从而判别绝缘的'内部的缺陷,例如测量绝缘电阻和泄漏电流、测量绝缘的介质损耗角正切值tgδ(%)、绝缘油的物化特性、绝缘油气相色谱分析等。非破坏性绝缘试验对于检查牵引变电所电气设备绝缘缺陷的有效性比较表,如表1所示:
由于变压器内的油和固体绝缘材料在电或高温的作用下裂解产生各种气体,进行绝缘油气相色谱分析试验分析这些气体各种成分,有助于判断运行设备的状态。对判断故障有价值的气体有甲烷、乙烷、乙烯、氢、一氧化碳、二氧化碳。正常运行的老化过程产生的气体主要是一氧化碳和二氧化碳。在油质绝缘中存在局部放电时,油裂解产生的气体主要是氢和甲烷。在故障温度高于正常运行温度不多时,产生的气体主要是甲烷。随着故障温度的升高,乙烯和乙烷逐渐成为主要特征。在温度高于1000℃时,油裂解产生的气体中含有较多的乙炔。如果故障涉及到固体绝缘材料时,会产生较多的一氧化碳和二氧化碳。根据绝缘油中溶解的气体的组分和浓度含量,可以判断变压器内部可能存在的潜伏性故障。在实际中,根据烃类气体、氢气、一氧化碳、二氧化碳这几种气体特征来判断故障性质。如表2所示:
绝缘特性以外的试验统称为特性试验。这类试验主要是表现设备的电气或机械的某些特性。例如变压器线圈直流电阻试验、变比试验、连接组别试验以及断路器的接触电阻、跳合闸试验等。牵引变电所直流电阻的测量是判断变压器分接开关接触不良、焊接不良、套管的导电杆和绕组连接处接触不良的重要依据。对于断路器导电回路的接触电阻主要决定于每相动、静触头间的接触电阻,其大小直接影响通过工作电流时发热,以及通过短路电流时的开断性能。
三、试验数据的分析判断
在分析判断试验结果时,现行标准中有规定值的设备,应按照规定来判断。无明确规定的设备,与同一设备相比较、与历年试验数据或出厂值相比较,与同型号设备相比较,最后依据变化进行分析判断。
下面以神朔线阴塔牵引变电所2#主变压器历年来的试验数据为例,对高压绝缘试验来进行综合分析。
表3:高压绝缘试验数据统计(换算至同一温度)
由于温度、湿度、外电场、磁场、试验仪器、试验电源等多种外界因素的作用,对试验值的影响较大,造成试验数据的误差和波动。将历年春检中的试验数值换算至同一温度,从表3可以看出,虽然各项试验数据在规定范围内,但通过比较可以发现,2007年度,该变压器的高压对低压、高压对地、低压对地和高压对低压线圈间的绝缘电阻及吸收比突然下降。其直流泄漏电流增大,而变压器高、低压线圈的介质损耗tgδ值无明显变化,且符合规定。由此可初步判断线圈绝缘存在较严重的集中缺陷,但仅依据常规的绝缘试验,并不能足以说明变压器内部有异常,通过绝缘油气相色谱分析数据,见表5。
由以上分析甲烷、乙烯、乙炔、氢气、总烃含量均超过注意值数倍。判断故障类型为高温过热故障。委托牵引变压器生产厂家开箱检查故障原因是:C相器身下部的铁轭下夹件的拉紧螺杆绝缘损坏,拉紧螺杆穿过铁窗形成短路匝,在夹件和螺杆之间起弧放电造成拉紧螺杆烧损。经维修后,通过各项试验和绝缘油气相色谱分析,各项数据均合格。
四、结语
牵引变电所预防性试验是判断电气设备能否继续投入运行的重要依据。因此,在进行综合分析判断实验结果时,除应注意试验条件和测量结果的正确性外,还应加强技术管理,建立健全设备档案资料,以便对试验结果进行全面的、历史的综合比较分析,掌握设备性能变化的规律,只有这样才能对被测设备的缺陷性质做出科学的结论。
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