电力系统中变压器自动检测技术研究

陈韦强

（广西电网公司柳州供电局，广西 柳州545000）

1 研究的目的和意义

如今，电力部门定期要对电力变压器的停电情况进行预防性试验，除此之外，在试验周期内如果发现异常征兆就必须进行离线检测。这一规定可以防止变压器发生重大事故，保证其可靠性和安全性。但在长期的实践工作中发现了一些问题，以上方式存在着一定的局限性：（1）经济方面。只有在停电状态下才能进行定期的试验和检修，所以，在这段相当宝贵的时间内，如果可以实现电力变压器在多个状态下的检修任务，就可以减少很多经济损失。（2）技术方面。一般的检修存在着很多不便因素，单项试验间的接线型号不尽相同，需要试验员在每次试验前进行调试，这就大大降低了工作效率，并且会造成测量误差，导致准确性降低。而自动检测装置系统软件有试验数据库的功能，能够保存并对比试验中的数据，从而提高检修的效率，实现快速布置装置，使其尽快进入工作状态。

2 研究背景

变压器是电力系统中的主要组成部分，电网是否安全，变压器是关键。而对直流电阻的测试作为变压器常规测试的组成部分，是变压器必不可少的测试项目，也是出现故障后需着重检查的一部分。

电力变压器关系到电网的安全稳定水平，所以其运行情况、使用寿命等都关乎电网的发展。随着电网供电任务的加重以及规模的不断扩大，对电力设备的需求也越来越多，因此，自动化的检测装置的应用完全符合现今电网的发展趋势。

传统电力变压器的检测方式是人工装运设备到变电站的现场，然后逐一进行单项测试，记录每项试验的数据，查阅资料柜内的所有纸质报告，然后再进行计算、分析，最后出具试验报告。

这种多年形成的传统试验模式越来越不能适应目前电网发展的需要，具体体现在：不能有效开展标准化电气试验；试验人员和设备安全保障性低；试验工作劳动强度大；数据分析深度低；试验数据处理等后期工作量大。

本文中的自动检测装置，采用全套的控制集成的管理方式，包括对PC机的控制、回路电阻测量仪的控制、高压介质损耗因数测量仪的控制、自动化切换开关部分控制、数据管理系统中涉及的设备组成部分的控制。在电力系统中，该装置可以为变压器的状态试验提供更加完善的测试系统，大大提高了使用者的工作效率。

3 变压器自动检测装置概述

本装置集电力变压器的介质损耗、绝缘电阻、直流电阻、分接开关切换特性、短路阻抗以及变化等检测功能于一体，实现一次接线、一键操作，系统自动完成上述全部或部分试验项目。

3.1 自动检测装置的功能特征

自动检测装置的功能特征为高效、高精度、试验组态化、安全性能好等。高效是指当需要检测的时候，只需一次准备工作，就可以完成整个作业，效率大大提高。高精度即该自动检测装置自身配备了高精度的检测仪器，得到结果的精确程度要高于一般的检测设备。试验组态化指在特定条件下可以用不同的方案对变压器进行检测，安全性能好。该装置还可以提高操作过程中的安全系数，消除各种危险因素。

3.2 自动检测装置的系统结构组成

该装置主要由以下几部分组成：（1）集控单元：实现对该装置的控制管理，主要由微机与检测系统软件组成。（2）电源单元：为该装置能够正常运行提供工作电源，如图1所示。（3）主机单元：即各位置的检测部分，如图2所示。（4）切换单元：检测时，在低压、高压、高低压之间进行切换，如图3所示。

图1 电源单元

图2 主机单元

图3 切换单元

4 电力系统中自动检测装置的工作原理

在试验过程中，针对检测电力变压器的介质损耗因数以及绝缘电阻需要进行多次拆接线这个问题，在数字化测量的基础上，本装置的高压检测单元增加了自动检测的功能，前提是在开始进行试验的时候需要接好连线，这样才能自动测量出变压器在工作过程中的各种参数的准确数值，需要注意的是，试验过程中不用拆接连线。高压检测单元的测量原理如图4所示。

图4 高压检测单元的测量原理

在此我们以三绕组变压器为例，由集控单元对各个模块进行统一的控制管理，使其配合并实现变压器工作过程中的自动测量。

（1）介质损耗因数的测量。在切换单元中将切换开关切换到介质损耗因数反接测量部分，在高压接口输入交流高压，高压继电器1切换到高压端，高压继电器2和3切换到接地端，测量高压对中压、低压以及变压器外壳的介质损耗值。将介质损耗正接测量部分的低压测量线接入变压器绕组套管的末屏，最后测量高压侧绕组套管的介质损耗值。

（2）绝缘电阻的测试。将切换开关切换到绝缘电阻测量部分，还是在高压接口输入直流高压，高压继电器1、2、3切换到地端部分，持续对地放电2 min，高压继电器1切换到高压端，高压继电器2和3切换到接地端，绝缘电阻测量部分测量高压侧绕组与中压、低压以及变压器外壳之间的绝缘电阻的值。

在利用自动检测装置进行测试之前，我们首先要判断变压器的属性；其次要判断测试的内容，包括变压器绕组及套管、变压器绕组、变压器套管。判断流程如图5所示。

图5 变压器自动检测判断流程图

在此，我们以测量三绕组变压器和测量变压器绕组及套管的介质损耗因数和绝缘电阻为例，其测试流程如图6所示。

图6 测试流程图

5 结语

随着我国电力工业的迅速发展，电网规模不断扩大，电力变压器的单机容量和安装容量随之不断增加，电压等级也在不断提高。加强对电力变压器自动检测技术的研究，对确保电网的安全运行具有重要的实际意义。

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