主变压器电气试验方法的优化研究

摘要：目前，我国的电力行业有了很大进展，在电力系统中，主变压器主要发挥“心脏”的作用，其运行情况与电力供应水平密切相关。而电气试验则是对主变压器“健康状况”进行洞察和分析的重要窗口。新时期，我国电网建设规模不断扩大，电压等级持续攀升，加上变压器技术更新换代速度的加快，导致传统电气试验方法存在的问题日益突出，不仅无法达到精准捕捉故障的需求，还需要浪费大量人力、物力和财力。所以，为了保证电力系统稳定运行，需要对主变压器电气试验方法进行优化和改进。因此，本文就主变压器电气试验方法的优化研究，为电网安全运行提供保障。

关键词：主变压器；电气试验方法；优化

引言

在用电需求持续增加的背景下，作为输电枢纽的500kV变电所，其建立与维护显得越来越重要。主变是变电站的重要组成部分，它的建设好坏对电网的平稳、可靠、安全起着至关重要的作用。为此，研究500kV变电所主变的施工工艺，是提高施工效率、保证工程质量和延长设备服役年限的关键。

1典型电气试验设备介绍

电气试验设备的核心组成包括试验变压器、电压分压器、试验控制系统和测量系统等关键部件。试验变压器采用特殊的结构设计和绝缘方式，具有良好的过载能力和电压调节特性，其额定容量通常在100～1000kVA，绝缘油采用特制矿物绝缘油，击穿电压不低于45kV；电压分压器由电阻和低压电阻串联组成，分压比一般为1000∶1或10000∶1，测量精度等级为0.5级。试验控制系统采用PLC可编程控制器和工控机组成，具备试验过程自动控制、数据采集、故障保护等功能；测量系统包括高精度数字电压表、电流表和示波器等仪器，可同时监测多个测量参数。这些设备的工作原理是通过调压变压器输出工频，经试验变压器升压后加载到试品上，通过分压器和测量系统实时监测试验电压和电流参数，一旦发生击穿或闪络情况，保护系统会微秒级响应并切断电源。

2主变压器电气试验方法的优化方法

2.1缩短电气启动试验时间

从调整各组试验先后顺序方面入手，在保证试验结果真实可信的前提下，尽量缩短总体试验时间与减少机组空转时间。例如：交错开展短路试验、零起升压试验和同期假并列试验，先进行短路试验，试验期间，准备1条空母线，重新对接母线，短路试验结束后，即可对接发变机组，开展零起升压试验与空载试验；重新把空母线引入充电操作，试验结束后，母线处于带电状态，立即开展同期假并列试验。相较于常规试验方法，全新试验方法极大地缩短了前后试验项目的间隔时间，无须再临时开展各项烦琐的前期准备工作。例如：在零起升压试验期间，不再临时申请母线空出额度、母线空出倒排，此项试验与空载试验的试验步骤相似，需要将发电机电压增加至额定电压水准，理论上具备同期开展两项试验操作的技术条件。

2.2绝缘监测

主变压器电气试验设备的绝缘监测主要采用介质损耗测量和绝缘电阻测量两种方法，通过实时监测设备的介质损耗角正切值（tanδ）和绝缘电阻值来评估绝缘状态。系统建立了基于模糊数学的绝缘状态评估模型，综合考虑介质损耗、绝缘电阻、环境因素等多个参数，给出设备绝缘状态的综合评分。

2.3加强试验数据分析与管理

（1）建立大数据分析平台。收集与主变压器有关的电气试验数据，如主变压器的不同厂家、型号、运行年限等数据，并利用这些数据信息建立大数据仓库，主要为电气试验工作开展提供可靠依据。充分利用大数据的挖掘、机器学习等功能，对大数据仓库中的数据信息分析、处理、挖掘。例如，通过对大规模主变压器绝缘电阻实验数据进行处理和分析，并建立绝缘电阻与变压器运行年限、运行环境等因素的关联模型，从而预测变压器绝缘性能的变化趋势，提前制定维护策略。另外，充分利用大数据技术，对试验数据进行实时监控，并设置合理的阈值，一旦数据监控超出阈值范围，则会通过短信、邮件等方式提醒运维人员处理。（2）完善试验数据管理体系。针对试验数据分析与管理工作，需要制定统一的管理规范和数据格式，以此来优化数据采集流程，保证最终获得的数据完整、准确、及时。同时，严格规范数据采集的要求和条件，包括试验环境、仪器设备精准度等。避免因数据采集环节的问题导致数据错误或缺失。在电力企业内部建立试验数据共享平台，使不同部门的运维人员、技术人员能够方便地获取和共享试验数据，促进经验交流和技术协作，提高整个电力企业对主变压器电气试验数据的利用效率。

2.4进行危险控制

传统主变压器电气试验模式更侧重消除试验误差、简化试验流程步骤，电气试验危险控制力度较为薄弱。对此，试验人员必须树立安全为先的正确观念意识，探究主变压器电气试验期间存在的主要危险点，围绕危险特征采取相应控制措施。目前，危险隐患分为触电伤亡、误操作两种类型，危险行为包括未保持试验安全距离、接线错误、误加压、回检不到位。必须做好前期准备工作，试验期间始终保持足够的安全距离，规范操作过程。例如：在各项电气试验结束后，试验人员必须做好回检工作，逐一检查接地刀闸、导线等辅助设备的使用状态，观察端子接线是否恢复，通过全方位回检后，才能把主变压器电气设备投入正常运行，避免出现外部电路短路等故障问题。

2.5应急预案的制定和演练

在变电站主变安装过程中，为了保证工程的安全，编制了相应的应急预案并进行了演习。按照《电力建设工程施工安全监督管理办法》和《电力工业有关规定》的规定，在遇到火灾、设备故障、自然灾害等各种突发事件时，都要有完备的事故处理方案。应急预案应当包含应急处置程序，人员撤离路径，应急联络信息，应急器材和材料的配备，并保证全体人员对该方案的内容了如指掌。另外，定期的应急演练是检验预案有效性、提高施工人员应急处置能力的重要手段。通过对各种突发事件的模拟，对方案的有效性进行检验，找出并完善现有的问题，保证在突发事件中，能够快速、有序地采取恰当的应对行动，将意外带来的危害降到最低。

2.6施工经验的反馈和分享

施工经验的反馈和分享是施工项目管理中持续改进的重要环节，它涉及从最近完成的500kV变电站主变压器安装施工中收集数据和信息，包括施工过程中采用的最佳实践、遇到的挑战、解决方案以及改进措施。通过内部会议、工作报告、案例研究甚至行业研讨会等形式，将这些经验教训分享给团队成员和行业内的其他利益相关者，可以帮助提升整个团队的技能水平，增强应对未来项目中类似问题的能力。此外，这种知识和信息的共享还有助于建立一个学习型组织，鼓励创新，提高施工效率，降低成本，并最终提高客户满意度。通过这种方式，施工单位不仅能够提升自身的竞争力，还能促进整个行业的技术进步和最佳实践的普及。

结语

综上所述，主变压器电气试验方法的优化研究对电力系统的稳定与高效运行意义非凡。通过引入前沿技术、优化流程方案以及强化数据分析管理，能够显著提升试验的精准性、高效性与可靠性。这不仅有助于提前洞察主变压器的潜在故障隐患，保障设备安全运行，还能为电力系统的科学调度与经济运营提供关键依据。

参考文献

[1]赵明星，申雁鹏，徐行潇等.浅析主变压器电气试验方法的优化[J].中国设备工程，2023（z2）：92-95.

[2]张天祐.基于电气试验数据的主变压器故障诊断方法[J].电气技术与经济，2024（10）：393-395.

[3]李浩良，潘剑南，梁如清.500kV海上升压站电气一次设备交接试验方法及应用[J].南方能源建设，2024，11（4）：172-179.