去年參與某城市軌道交通12號線換乘站配電站的年度變壓器檢測任務(wù)時,運維班組剛上手*遇到了棘手問題:兩臺剛投運18個月的10kV電力變壓器,用變壓器直流電阻測試儀測低壓側(cè)三相直流電阻,連續(xù)三次測試的同檔位偏差都超過了規(guī)程允許的閾值,班組*初判斷是繞組存在匝間短路缺陷,已經(jīng)準(zhǔn)備上報申請停電吊芯檢修,我到現(xiàn)場后先排查了測試環(huán)節(jié),發(fā)現(xiàn)是測試人員為了趕進(jìn)度,沒有打磨接線端子上的黑色氧化層,線夾直接夾在防銹漆層上,接觸電阻疊加導(dǎo)致測試結(jié)果偏大,打磨后重測偏差僅為0.28%,直接避免了一次不必要的停電檢修,也給整個班組提了醒:哪怕是再成熟的測試設(shè)備,不掌握規(guī)范的使用方法,反而容易給運維決策帶來誤導(dǎo)。
在電力系統(tǒng)的運維體系中,變壓器檢測的項類多達(dá)數(shù)十種,直流電阻測試是其中投入較低、檢出缺陷效率較高的項類之一,能直接發(fā)現(xiàn)電力變壓器繞組匝間短路、分接開關(guān)接觸不良、引線接頭松動、繞組斷股等多種隱性缺陷,也是新設(shè)備投運、預(yù)防性試驗、故障后檢修的必測項。目前市面上的變壓器直流電阻測試儀大多已經(jīng)實現(xiàn)了自動化采樣、數(shù)據(jù)自動換算、超差自動提醒等功能,很多運維人員覺得操作沒有門檻,拿到設(shè)備*能用,實則忽略了很多現(xiàn)場細(xì)節(jié)對測試結(jié)果的影響,反而容易造成誤判。
很多人拿到變壓器直流電阻測試儀第一時間*開始接線測試,忽略了前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)的重要性,而這恰恰是很多測試誤差的來源。正式開展變壓器檢測前,首先要確認(rèn)被試電力變壓器已經(jīng)完全停電,所有高低壓側(cè)的引線、母線都已經(jīng)斷開,中性點接地刀閘拉開,套管末屏可靠接地,之后要對被試電力變壓器的繞組進(jìn)行充分放電,放電時間不少于3分鐘,大容量的電力變壓器要適當(dāng)延長放電時間,避免繞組殘存的電荷沖擊測試儀的采樣模塊,甚至對測試人員造成電擊傷害。對于帶有有載調(diào)壓開關(guān)的電力變壓器,測試前要將分接開關(guān)在各個檔位之間來回切換3-5次,利用觸頭之間的摩擦磨掉表面的氧化膜,*后停到需要測試的檔位,避免分接開關(guān)觸頭接觸不良導(dǎo)致的測試結(jié)果偏大。
接線環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)往往直接決定測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,目前主流的變壓器直流電阻測試儀都采用四端測試法,能自動補償測試線本身的電阻帶來的誤差,但這一補償機制生效的前提是接線方式正確:電流線要接在被試端子的外側(cè),電壓線接在內(nèi)側(cè),兩者不能交叉,也不能纏繞在一起,避免電磁干擾帶來的數(shù)值跳變。線夾要牢固咬合在沒有氧化層、沒有防銹漆的裸導(dǎo)體表面,如果端子表面有氧化膜或者油污,要用細(xì)砂紙打磨到露出金屬光澤再接線,否則接觸電阻會被計入測試結(jié)果,導(dǎo)致數(shù)值偏大,這也是很多現(xiàn)場測試出現(xiàn)偏差的核心原因。如果現(xiàn)場選用的是三相變壓器直流電阻測試儀,比如康高特KGT TRW-310這類支持三相同時測試的設(shè)備,測試效率比單相設(shè)備高3倍以上,尤其適合大容量電力變壓器的批量測試,能大幅縮短停電時間,降低運維成本。
測試過程中也有不少需要注意的細(xì)節(jié),對于大容量的電力變壓器,因為繞組電感量較大,充電過程需要一定時間,要等測試儀的數(shù)值穩(wěn)定3-5秒之后再記錄數(shù)據(jù),不要急于切換檔位或者拆線。測試完成后要等測試儀自動放電完成,再拆下測試線,不要強行拆線,避免繞組的感應(yīng)過電壓損壞設(shè)備或者危及人員安全。對于不同溫度下的測試結(jié)果,要統(tǒng)一換算到75℃的基準(zhǔn)溫度之后再和歷史數(shù)據(jù)、出廠數(shù)據(jù)做對比,避免因為溫度差異導(dǎo)致的誤判,換算公式可以參考電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程的相關(guān)要求【1】。
變壓器檢測過程中如果出現(xiàn)測試結(jié)果超差、數(shù)值跳變、無法加壓等異常情況,不要第一時間判定是電力變壓器存在缺陷,要按照從外到內(nèi)、從測試環(huán)節(jié)到被試品的順序逐步排查,先排除外部因素的影響。如果是測試結(jié)果同檔位三相偏差超過規(guī)程要求的1%(線電阻)或者2%(相電阻),首先要檢查接線是否正確,線夾是否存在接觸不良的情況,分接開關(guān)是否切換到位,再檢查被試電力變壓器是否充分放電,測試環(huán)境是否存在強電磁干擾,比如附近有沒有帶電運行的高壓設(shè)備,測試線有沒有和高壓電纜平行敷設(shè),這些因素都可能導(dǎo)致測試結(jié)果出現(xiàn)偏差。如果排除了所有外部因素之后,測試結(jié)果依然超差,再結(jié)合異常情況判斷電力變壓器的缺陷類型:如果某一相所有檔位的直流電阻都偏大,大概率是該相繞組的引線接頭松動、繞組存在斷股缺陷;如果某一個檔位所有相的直流電阻都偏大,通常是分接開關(guān)的該檔位觸頭接觸不良;如果某一相的直流電阻明顯低于正常值,則可能是繞組存在匝間短路的情況【2】。
如果是變壓器直流電阻測試儀本身出現(xiàn)故障,也要按照先外部后內(nèi)部的順序排查。如果儀器開機沒有反應(yīng),首先檢查外接電源是否正常,內(nèi)置電池是否虧電,電源保險絲是否燒斷,這些都是*常見的開機故障原因。如果開機正常但是測試時無法加載電流,首先檢查測試回路是否存在開路,測試線有沒有斷裂,線夾有沒有接好,被試品是否存在開路的情況。如果測試過程中數(shù)值頻繁跳變,無法穩(wěn)定,首先排查周圍是否存在強電磁干擾,測試線的屏蔽層是否完好,接線是否牢固,排除外部因素之后如果故障依然存在,不要私自拆開儀器維修,避免破壞儀器的校準(zhǔn)標(biāo)識,要聯(lián)系廠家的售后團(tuán)隊處理,尤其是用于出具檢測報告的測試儀器,私自拆解會導(dǎo)致計量校準(zhǔn)資質(zhì)失效,無法作為出具*報告的依據(jù)。
對于新能源場站、石化企業(yè)、軌道交通這類對供電可靠性要求較高的B端用戶來說,掌握規(guī)范的使用方法和故障排查思路,能大幅提高變壓器檢測的效率,減少不必要的停電損失,同時也能及時發(fā)現(xiàn)電力變壓器的隱性缺陷,避免缺陷擴(kuò)大引發(fā)的設(shè)備燒毀、停電等事故。去年某沿海石化企業(yè)的配電房電力變壓器,*是因為長期沒有開展規(guī)范的變壓器檢測,引線接頭松動過熱引發(fā)火災(zāi),造成了近百萬的生產(chǎn)損失,后來當(dāng)?shù)貞?yīng)急管理部門明確要求轄區(qū)內(nèi)所有危化企業(yè)的配電房每年至少開展一次全覆蓋的變壓器檢測,其中直流電阻測試是必測項,這也體現(xiàn)了G端監(jiān)管層面對于電力設(shè)備運維的剛性要求。
隨著新能源的大規(guī)模并網(wǎng),電力變壓器的容量越來越大,對變壓器直流電阻測試儀的性能要求也在不斷提升,現(xiàn)在很多新出的設(shè)備都支持藍(lán)牙傳輸、數(shù)據(jù)自動上傳云端、自動生成測試報告等功能,能大幅減少現(xiàn)場記錄的工作量,也能避免人工記錄的誤差。但不管設(shè)備怎么升級,基礎(chǔ)的使用方法和故障排查思路依然是保證測試結(jié)果準(zhǔn)確的核心,運維人員還是要扎實掌握這些基礎(chǔ)技能,不能完全依賴設(shè)備的自動化功能,才能在復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境中高效完成測試任務(wù),為電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運行保駕護(hù)航。
參考文獻(xiàn)
【1】 電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程
【2】 電力變壓器試驗導(dǎo)則
【3】 直流電阻測試儀校準(zhǔn)規(guī)范