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预防性试验在地铁变压器运行中的计算应用
摘 要 通过对广州地铁2号线使用的干式变压器进行预防性试验的总结分析,阐明预防性试验是检查设备潜在缺陷唯一的一种手段,设备在运行中有异常情况时,可运用预防性试验来对其状况做正确判断,并发现设备的潜在缺陷,对没有缺陷的设备也能做出正确的判断。
关键词 预防性试验 地铁 干式变压器 供电设备
对于正在运行的供电设备按规定的周期进行的例行试验称作预防性试验。通过预防性试验能够及时发现运行中设备内部隐藏的缺陷,预防事故发生或设备损坏,保证供电设备的正常运行;通过对同类设备之间测试数据的横向比较,及本次测试数据与历次数据之间的纵向比较,可以掌握大量对设备运行有用的数据,为建立数据库提供可靠的依据;配合检修加以消除,以避免设备绝缘在运行中由于工作尤其是系统过电压的作用被击穿,造成停电甚至严重烧坏设备的事故。这样就能做到预防为主,使设备能长期、安全、经济地运行。
1 预防性试验项目
目前,广州地铁使用的干式变压器有33kV/400V动力变压器和33kV/1180V整流变压器。根据有关规程,变压器绝缘的预防性试验项目主要包括如下几项。
1.1 测量绕组的绝缘电阻和吸收比
测量绕组连同套管一起的绝缘电阻和吸收比,对检查变压器整体的绝缘状况具有较高的灵敏度,能有效地检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污、以及贯穿性的集中缺陷。
1.2 测量绕组的直流电阻
通过测量绕组的直流电阻,可以检查绕组焊接质量、检查分接开关各个位置接触是否良好、检查绕组或引出线有无折断处、检查并联支路的正确性,是否存在由几条并联导线绕成的绕组发生一处或几处断线的情况、检查层、匝间有无短路的现象。
1.3 测量绕组所有分接头的变压比
测量变压器的变比,可以检查绕组匝数是否正确、检查分接开关的状况、检查绕组有无层(匝)间金属性短路、判断变压器是否可以并列运行。
1.4 交流耐压试验
交流耐压试验是鉴定绝缘强度最有效的方法,特别是对考核主绝缘的局部缺陷,如绕组主绝缘受潮、开裂或者在运输过程中引起的绕组松动、引线距离不够以及绕组绝缘上附着的污物等,具有决定性的作用。
1.5 耐压后绕组的绝缘电阻测量
耐压后应再对整流变压器绕组做绝缘试验,试验前后两次的绝缘电阻不应有明显的差别。
2 实例分析
下面通过4个试验工作实例,分析说明预防性试验在地铁干式变压器运行中的作用。
2.1 对33kV整流变压器进行交流耐压试验
(1)出现的现象:2002年11月15日,对某台整流变压器安装完后进行现场交接验收试验,对高压绕组进行交流耐压试验,当电压加到20kV时出现不正常的放电声音,继续加压到30kV时出现剧烈的爆破声音;再进行绝缘电阻测试时,用2500V测量时绝缘电阻值为5MΩ,这个值相对较低,再用5kV测试时,绝缘电阻值不稳定,说明绝缘有放电现象。
(2)检查结果:经现场试验人员外观检查,未发现异常现象;而在检查出厂试验报告时,发现变压器出厂试验未按规程要求在做完交流耐压试验后进行绝缘电阻的测试。
(3)经分析确认:因为交流耐压试验是破坏性试验,规程规定在交流耐压前后均应进行绝缘电阻的测试,通过对比两次的绝缘电阻值是否降低,可判断绝缘是否不良;而厂家未进行绝缘电阻的测试,所以没能及时发现绝缘不良现象,加之经过长途运输,可能某些绝缘支撑件有少许移位,造成绝缘距离变化。
(4)处理结果:厂家更换并加垫绝缘纸片后,再做交流耐压,加电压至60kV时试验正常,投入运行后一切正常。
(5)总结:交接验收试验能够发现新设备在生产制造、运输和安装中出现的隐患。
2.2 对33/0.4kV动力变压器进行交流耐压试验
(1)出现的现象:2003年5月21日,在地铁某变电所按检修周期进行预防性试验,在1#动力变压器试验时,进行交流耐压试验,在电压加到45kV时出现不正常的放电声音,继续加压到50kV时出现严重的放电声音;查该台变压器的出厂试验记录和安装时的交接验收试验记录,均表明无异常;再次进行交流耐压试验,在电压加到45kV时出现不正常的放电声音,关灯后观察发现W相绕组绝缘套管与支撑件间有放电弧光。
(2)检查结果:停电后经仔细检查发现在W相低压绕组与蓝色绝缘纸板间有一异物(非常隐蔽,不注意检查很难发现),用长工具取出,为一根长14cm两端裸露的铜导线。
(3)经分析确认:此根导线为施工时遗留在变压器上,在运行中振动掉落到现在的位置,电压加至45kV时高压绕组通过此根导线对另一端的低压绕组放电。
(4)处理结果:取出导线后再做耐压试验,加电压至60kV时试验正常,投入运行后一切正常。
(5)总结:预防性试验能够发现运行中设备的隐患。
2.333kV整流变压器运行时出现不正常声音
(1)出现的现象:2004年4月26日,值班人员在进行设备巡视时,发现某地下变电所的1#整流变压器运行声音异常。
(2)检查结果:停电后进行了外观检查,未发现异常;在进行预防性试验测试绝缘电阻时,试验人员发现绝缘电阻值在很大的范围内变化,不稳定,初步判断变压器绝缘有问题;当高压试验工程师到达现场对绝缘电阻表进行检查时才发现,是绝缘电阻表测试线的屏蔽线断开,不能起屏蔽作用,在进行测试过程中受外部干扰(过往列车、人体等),所以测试值不稳定;更换测试线后进行了全面的预防性试验(绝缘电阻、直流电阻、变比、交流耐压),试验结果与出厂试验和现场交接验收试验数据相比均无异常;为了保证变压器的可靠运行,还进行了更进一步的绕组的直流电阻测试:各抽头与引出端间的直流电阻、各抽头间的直流电阻、各引出端头间的直流电阻,比较了相间最大不平衡系数,均在正常范围内。
(3)经分析确认:该台变压器电气性能正常;运行时声音异常,是铁芯夹紧螺栓或紧固螺栓在运行受热后有一定的松动,从而发出振动的声音。
(4)处理结果:全部螺栓拧一遍后送电运行,投入运行后一切正常。
(5)总结:试验仪器、设备的好坏直接影响试验的结果,也就影响了对运行设备状况的正确判断,加强对试验仪器、设备的检查和保养都是最重要的;通过预防性试验不仅能发现设备的潜在缺陷,对没有缺陷的设备也能做出正确的判断。
2.4 33kV整流变压器运行时出现放电的声音
(1)出现的现象:2004年12月2日值班人员在进行设备巡视时,发现某地下变电所的2#整流变压器运行声音异常,有明显的放电声音。
(2)检查结果:停电后进行了外观检查,未发现异常;然后根据规程进行全面的预防性试验(绝缘电阻、直流电阻、变比、交流耐压),绝缘电阻、变比的试验结果与出厂试验和现场交接验收试验数据相比均无异常;为了保证变压器的可靠运行,还进行了更进一步的绕组直流电阻测试:各抽头与引出端间的直流电阻、各抽头间的直流电阻、各引出端头间的直流电阻,比较了相间最大不平衡系数,均在正常范围内;然后进行交流耐压试验,当加到30kV时出现不正常的放电声音,关灯后观察发现C相高压绕组绝缘套管内壁有放电弧光(在电缆层往上看才能观察到)。
(3)经分析确认:运行时声音异常,是因为C相高压绕组绝缘套管内壁有放电弧光现象,从而发出异常的放电声音。
(4)处理结果:用绝缘油对C相高压绕组绝缘套管内壁重新涂一次油,投入运行后放电声音消除,恢复正常。
(5)总结:预防性试验能够发现运行中设备的隐患。
3 结论
试验仪器、设备的好坏直接影响试验的结果,也就影响了对运行设备状况的正确判断,加强对试验仪器、设备的检查和保养都是最重要的;通过预防性试验不仅能发现设备的潜在缺陷,对没有缺陷的设备也能做出正确的判断。
通过上述实例说明,为了达到预防试验目的,不仅要求试验人员熟练掌握试验操作技术,而且还要坚持科学的态度。一方面要准确无误地反映出设备绝缘材料的实际性能指标和设备的工作状态;另一方面能对试验结果进行全面地、综合的分析,掌握设备性能变化的规律和趋势。
参考文献
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