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預(yù)防性試驗(yàn)在地鐵變壓器運(yùn)行中的計(jì)算應(yīng)用
摘 要 通過對廣州地鐵2號線使用的干式變壓器進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)的總結(jié)分析,闡明預(yù)防性試驗(yàn)是檢查設(shè)備潛在缺陷唯一的一種手段,設(shè)備在運(yùn)行中有異常情況時(shí),可運(yùn)用預(yù)防性試驗(yàn)來對其狀況做正確判斷,并發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在缺陷,對沒有缺陷的設(shè)備也能做出正確的判斷。
關(guān)鍵詞 預(yù)防性試驗(yàn) 地鐵 干式變壓器 供電設(shè)備
對于正在運(yùn)行的供電設(shè)備按規(guī)定的周期進(jìn)行的例行試驗(yàn)稱作預(yù)防性試驗(yàn)。通過預(yù)防性試驗(yàn)?zāi)軌蚣皶r(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中設(shè)備內(nèi)部隱藏的缺陷,預(yù)防事故發(fā)生或設(shè)備損壞,保證供電設(shè)備的正常運(yùn)行;通過對同類設(shè)備之間測試數(shù)據(jù)的橫向比較,及本次測試數(shù)據(jù)與歷次數(shù)據(jù)之間的縱向比較,可以掌握大量對設(shè)備運(yùn)行有用的數(shù)據(jù),為建立數(shù)據(jù)庫提供可靠的依據(jù);配合檢修加以消除,以避免設(shè)備絕緣在運(yùn)行中由于工作尤其是系統(tǒng)過電壓的作用被擊穿,造成停電甚至嚴(yán)重?zé)龎脑O(shè)備的事故。這樣就能做到預(yù)防為主,使設(shè)備能長期、安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。
1 預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目
目前,廣州地鐵使用的干式變壓器有33kV/400V動力變壓器和33kV/1180V整流變壓器。根據(jù)有關(guān)規(guī)程,變壓器絕緣的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目主要包括如下幾項(xiàng)。
1.1 測量繞組的絕緣電阻和吸收比
測量繞組連同套管一起的絕緣電阻和吸收比,對檢查變壓器整體的絕緣狀況具有較高的靈敏度,能有效地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。
1.2 測量繞組的直流電阻
通過測量繞組的直流電阻,可以檢查繞組焊接質(zhì)量、檢查分接開關(guān)各個位置接觸是否良好、檢查繞組或引出線有無折斷處、檢查并聯(lián)支路的正確性,是否存在由幾條并聯(lián)導(dǎo)線繞成的繞組發(fā)生一處或幾處斷線的情況、檢查層、匝間有無短路的現(xiàn)象。
1.3 測量繞組所有分接頭的變壓比
測量變壓器的變比,可以檢查繞組匝數(shù)是否正確、檢查分接開關(guān)的狀況、檢查繞組有無層(匝)間金屬性短路、判斷變壓器是否可以并列運(yùn)行。
1.4 交流耐壓試驗(yàn)
交流耐壓試驗(yàn)是鑒定絕緣強(qiáng)度最有效的方法,特別是對考核主絕緣的局部缺陷,如繞組主絕緣受潮、開裂或者在運(yùn)輸過程中引起的繞組松動、引線距離不夠以及繞組絕緣上附著的污物等,具有決定性的作用。
1.5 耐壓后繞組的絕緣電阻測量
耐壓后應(yīng)再對整流變壓器繞組做絕緣試驗(yàn),試驗(yàn)前后兩次的絕緣電阻不應(yīng)有明顯的差別。
2 實(shí)例分析
下面通過4個試驗(yàn)工作實(shí)例,分析說明預(yù)防性試驗(yàn)在地鐵干式變壓器運(yùn)行中的作用。
2.1 對33kV整流變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)
(1)出現(xiàn)的現(xiàn)象:2002年11月15日,對某臺整流變壓器安裝完后進(jìn)行現(xiàn)場交接驗(yàn)收試驗(yàn),對高壓繞組進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn),當(dāng)電壓加到20kV時(shí)出現(xiàn)不正常的放電聲音,繼續(xù)加壓到30kV時(shí)出現(xiàn)劇烈的爆破聲音;再進(jìn)行絕緣電阻測試時(shí),用2500V測量時(shí)絕緣電阻值為5MΩ,這個值相對較低,再用5kV測試時(shí),絕緣電阻值不穩(wěn)定,說明絕緣有放電現(xiàn)象。
(2)檢查結(jié)果:經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)人員外觀檢查,未發(fā)現(xiàn)異�，F(xiàn)象;而在檢查出廠試驗(yàn)報(bào)告時(shí),發(fā)現(xiàn)變壓器出廠試驗(yàn)未按規(guī)程要求在做完交流耐壓試驗(yàn)后進(jìn)行絕緣電阻的測試。
(3)經(jīng)分析確認(rèn):因?yàn)榻涣髂蛪涸囼?yàn)是破壞性試驗(yàn),規(guī)程規(guī)定在交流耐壓前后均應(yīng)進(jìn)行絕緣電阻的測試,通過對比兩次的絕緣電阻值是否降低,可判斷絕緣是否不良;而廠家未進(jìn)行絕緣電阻的測試,所以沒能及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣不良現(xiàn)象,加之經(jīng)過長途運(yùn)輸,可能某些絕緣支撐件有少許移位,造成絕緣距離變化。
(4)處理結(jié)果:廠家更換并加墊絕緣紙片后,再做交流耐壓,加電壓至60kV時(shí)試驗(yàn)正常,投入運(yùn)行后一切正常。
(5)總結(jié):交接驗(yàn)收試驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)新設(shè)備在生產(chǎn)制造、運(yùn)輸和安裝中出現(xiàn)的隱患。
2.2 對33/0.4kV動力變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)
(1)出現(xiàn)的現(xiàn)象:2003年5月21日,在地鐵某變電所按檢修周期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn),在1#動力變壓器試驗(yàn)時(shí),進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn),在電壓加到45kV時(shí)出現(xiàn)不正常的放電聲音,繼續(xù)加壓到50kV時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的放電聲音;查該臺變壓器的出廠試驗(yàn)記錄和安裝時(shí)的交接驗(yàn)收試驗(yàn)記錄,均表明無異常;再次進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn),在電壓加到45kV時(shí)出現(xiàn)不正常的放電聲音,關(guān)燈后觀察發(fā)現(xiàn)W相繞組絕緣套管與支撐件間有放電弧光。
(2)檢查結(jié)果:停電后經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)在W相低壓繞組與藍(lán)色絕緣紙板間有一異物(非常隱蔽,不注意檢查很難發(fā)現(xiàn)),用長工具取出,為一根長14cm兩端裸露的銅導(dǎo)線。
(3)經(jīng)分析確認(rèn):此根導(dǎo)線為施工時(shí)遺留在變壓器上,在運(yùn)行中振動掉落到現(xiàn)在的位置,電壓加至45kV時(shí)高壓繞組通過此根導(dǎo)線對另一端的低壓繞組放電。
(4)處理結(jié)果:取出導(dǎo)線后再做耐壓試驗(yàn),加電壓至60kV時(shí)試驗(yàn)正常,投入運(yùn)行后一切正常。
(5)總結(jié):預(yù)防性試驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)運(yùn)行中設(shè)備的隱患。
2.333kV整流變壓器運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)不正常聲音
(1)出現(xiàn)的現(xiàn)象:2004年4月26日,值班人員在進(jìn)行設(shè)備巡視時(shí),發(fā)現(xiàn)某地下變電所的1#整流變壓器運(yùn)行聲音異常。
(2)檢查結(jié)果:停電后進(jìn)行了外觀檢查,未發(fā)現(xiàn)異常;在進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)測試絕緣電阻時(shí),試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)絕緣電阻值在很大的范圍內(nèi)變化,不穩(wěn)定,初步判斷變壓器絕緣有問題;當(dāng)高壓試驗(yàn)工程師到達(dá)現(xiàn)場對絕緣電阻表進(jìn)行檢查時(shí)才發(fā)現(xiàn),是絕緣電阻表測試線的屏蔽線斷開,不能起屏蔽作用,在進(jìn)行測試過程中受外部干擾(過往列車、人體等),所以測試值不穩(wěn)定;更換測試線后進(jìn)行了全面的預(yù)防性試驗(yàn)(絕緣電阻、直流電阻、變比、交流耐壓),試驗(yàn)結(jié)果與出廠試驗(yàn)和現(xiàn)場交接驗(yàn)收試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比均無異常;為了保證變壓器的可靠運(yùn)行,還進(jìn)行了更進(jìn)一步的繞組的直流電阻測試:各抽頭與引出端間的直流電阻、各抽頭間的直流電阻、各引出端頭間的直流電阻,比較了相間最大不平衡系數(shù),均在正常范圍內(nèi)。
(3)經(jīng)分析確認(rèn):該臺變壓器電氣性能正常;運(yùn)行時(shí)聲音異常,是鐵芯夾緊螺栓或緊固螺栓在運(yùn)行受熱后有一定的松動,從而發(fā)出振動的聲音。
(4)處理結(jié)果:全部螺栓擰一遍后送電運(yùn)行,投入運(yùn)行后一切正常。
(5)總結(jié):試驗(yàn)儀器、設(shè)備的好壞直接影響試驗(yàn)的結(jié)果,也就影響了對運(yùn)行設(shè)備狀況的正確判斷,加強(qiáng)對試驗(yàn)儀器、設(shè)備的檢查和保養(yǎng)都是最重要的;通過預(yù)防性試驗(yàn)不僅能發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在缺陷,對沒有缺陷的設(shè)備也能做出正確的判斷。
2.4 33kV整流變壓器運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)放電的聲音
(1)出現(xiàn)的現(xiàn)象:2004年12月2日值班人員在進(jìn)行設(shè)備巡視時(shí),發(fā)現(xiàn)某地下變電所的2#整流變壓器運(yùn)行聲音異常,有明顯的放電聲音。
(2)檢查結(jié)果:停電后進(jìn)行了外觀檢查,未發(fā)現(xiàn)異常;然后根據(jù)規(guī)程進(jìn)行全面的預(yù)防性試驗(yàn)(絕緣電阻、直流電阻、變比、交流耐壓),絕緣電阻、變比的試驗(yàn)結(jié)果與出廠試驗(yàn)和現(xiàn)場交接驗(yàn)收試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比均無異常;為了保證變壓器的可靠運(yùn)行,還進(jìn)行了更進(jìn)一步的繞組直流電阻測試:各抽頭與引出端間的直流電阻、各抽頭間的直流電阻、各引出端頭間的直流電阻,比較了相間最大不平衡系數(shù),均在正常范圍內(nèi);然后進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn),當(dāng)加到30kV時(shí)出現(xiàn)不正常的放電聲音,關(guān)燈后觀察發(fā)現(xiàn)C相高壓繞組絕緣套管內(nèi)壁有放電弧光(在電纜層往上看才能觀察到)。
(3)經(jīng)分析確認(rèn):運(yùn)行時(shí)聲音異常,是因?yàn)镃相高壓繞組絕緣套管內(nèi)壁有放電弧光現(xiàn)象,從而發(fā)出異常的放電聲音。
(4)處理結(jié)果:用絕緣油對C相高壓繞組絕緣套管內(nèi)壁重新涂一次油,投入運(yùn)行后放電聲音消除,恢復(fù)正常。
(5)總結(jié):預(yù)防性試驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)運(yùn)行中設(shè)備的隱患。
3 結(jié)論
試驗(yàn)儀器、設(shè)備的好壞直接影響試驗(yàn)的結(jié)果,也就影響了對運(yùn)行設(shè)備狀況的正確判斷,加強(qiáng)對試驗(yàn)儀器、設(shè)備的檢查和保養(yǎng)都是最重要的;通過預(yù)防性試驗(yàn)不僅能發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在缺陷,對沒有缺陷的設(shè)備也能做出正確的判斷。
通過上述實(shí)例說明,為了達(dá)到預(yù)防試驗(yàn)?zāi)康?不僅要求試驗(yàn)人員熟練掌握試驗(yàn)操作技術(shù),而且還要堅(jiān)持科學(xué)的態(tài)度。一方面要準(zhǔn)確無誤地反映出設(shè)備絕緣材料的實(shí)際性能指標(biāo)和設(shè)備的工作狀態(tài);另一方面能對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行全面地、綜合的分析,掌握設(shè)備性能變化的規(guī)律和趨勢。
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