电力变压器预防性试验技术要点分析

洪叶 邹海涛 侯凤琛

摘要：电力变压器本身的特性以及在电力系统中的特殊作用，使得变压器运行稳定性成为影响电力系统供给稳定性的关键因素。随着整体工业水平的提高，虽然电力变压器制造工艺有了长足进步，但21世纪以来，电力系统自动化程度进一步提高，使得电力系统更加智能化，复杂化。随着电力系统“智能电网”和“无人值班，少人值守”运行模式的推进，生产现场要求配备更少值班人员的同时，也对设备的性能和运行稳定性提出了更高的要求。电力变压器作为电力系统中举足轻重的调压设备，对其进行定期、及时的运行分析，并对已发现的隐患进行跟踪、处理和预判，是保证电力变压器运行稳定性的重要手段之一。

关键词：电力;变压器;预防性;试验技术;要点

1电力变压器预防性试验的必要性分析

1.1保证变压器性能

良好的性能是充分发挥电力变压器的基础，尤其是变压器的升压能力和降压能力，对电力变压器进行预防性试验能够对变压器进行详细的检测，及时发现电力变压器潜在的故障，并采取有效措施进行维修、保养，这对于保证变压器的性能有着重要的作用。

1.2保证变压器运行安全

电力事故一直是制约电力行业发展的重要问题，电压器的安全问题至关重要，预防性试验能够通过高精度的仪器对变压器结构和运行状态进行检测，及时发现变压器的安全隐患，有效提升了变压器的安全系数。

1.3有利于对变压器的日常监测

在线监测能够对变压器的运行进行实时的检测，能够及时发现可能发生的故障情况，预防性试验以在线监测技术为基础，其能够对运行中的变压器进行监测，有效提升了变压器运行的可靠性和稳定性。

2绝缘电阻和吸收比试验

2.1技术思路

在预防性试验中，测量绝缘电阻和吸收比主要是针对变压器绝缘材料受潮以及热老化等方面的问题进行综合分析，其也是评估电力变压器绝缘水平和发现绝缘缺陷的重要手段。根据现场经验，变压器绝缘材料在干燥后，其绝缘电阻的变化要显著高于介质损耗角正切值的变化。因此，在试验中通过测量绝缘电阻与吸收比能很好的表征电力变压器的绝缘水平。

2.2试验技术路径

2.2.1试验设备选择

目前测量绝缘电阻和吸收比的设备主要有两种，手摇指针式兆欧表和电子式兆欧表。因企业运营成本等因素，老式手摇兆欧表仍在被使用。相比于电子式兆欧表，手摇式兆欧表操作更复杂，对操作人员的经验、专业技术要求更高。所以，本文选择老式手摇兆欧表作为分析对象。一般技术要求建议，变压器额定电压大于1kV，选择规格为2500V的兆欧表;变压器额定电压不足1kV时，选择1000V兆欧表;对于220kV以上变压器，选择输出电压5000V，输出电流大于等于3mA的兆欧表。

2.2.2测量时的技术要求

（1）变压器表面污垢可能会产生杂散电流，被试设备计算为泄露电流时，将造成绝缘电阻偏低。为避免此问题，变压器放电结束后选择清洁的布料清理变压器瓷屏、器身等部位，必要时可借助除油剂等处理污垢。若设备所处环境湿度偏高，可从被试设备屏蔽端子引出屏蔽线，通过软裸线缠绕后与被试部件表面连接，屏蔽表面杂散电流。

（2）试验时，为避免被试绕组与非被试绕组之间电容和感应电压的影响，测量绝缘电阻时，可使用空闲绕组短接接地的方法。其关键技术包括：将变压器需要测试的绕组引出线前后短接，短接后与兆欧表“L”端连接。其非被试绕组短接，并外壳连接接地，连接在兆欧表“E”端子上。这样不但保证了被试部分与非被试部分有效隔离，而且避免了高反电动势伤人和击穿绝缘。

（3）整个测试过程，应由两名以上专业工作人员相互配合，在确定接线正确且有效后，由一个人负责操作兆欧表，并指定为负责人;另一人戴绝缘手套对兆欧表“L”端进行接线，并按负责人指令进行操作。

（4）试验时，需将兆欧表放置平整。操作人员一只手稳住兆欧表，另一只手虎口靠近摇杆位置并紧握摇柄。在“L”端与被试部位接触良好后，转动操作搖柄，将转速保持在100-120转/分钟。当转速达到建议转速后，同时启动计时器，并匀速摇动，以保证输出电压恒定[2]。

（5）在读取测试结果后，操作摇柄保持摇动。当负责人发出“拉开”命令后，断开“L”端与设备连接线，随后停止摇动。

3测量介质损耗因数tgD

它主要用来检查变压器整体受潮油质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部缺陷。介质测量常受表面泄露和外界条件（如干扰电场和大气条件）的影响，因而要采取措施减少和消除影响。现场我们一般测量的是连同套管一起的tgD，但为了提高测量的准确和检出缺陷的灵敏度，有时也进行分解试验，以判断缺陷所在位置。如在对变压器做预试时，发现一相套管介质超标，且绝缘不合格，读数较低，经分析后可能是由受潮引起，后拔出检查发现套管末端底部有水分，套管已整体受潮，经烘干处理后再做试验，各项指标均符合要求。测量泄漏电流和测量绝缘电阻相似，只是其灵敏度较高，能有效发现有些其他试验项目所不能发现的变压器局部缺陷。介质损耗因数tgD和泄漏电流试验的有效性正随着变压器电压等级的提高、容量和体积的增大而下降，因此单纯靠tgD和泄漏电流来判断绕组绝缘状况的可能性也比较小，这主要也是因为两项试验的试验电压太低，绝缘缺陷难以充分暴露。对于电容性设备，实践证明如电容型套管、电容式电压互感器、耦合电容器等，测量tgD和电容量CX仍是故障诊断的有效手段。

4对变压器内部气体色谱分析

对于带电电力变压器来说，现有的预防性试验还有着一定的局限性，不能够检测出电力变压器内部的潜在问题，而气体继电器则不能够反映出气体的成分和含量，从而造成一种试验假象，导致试验结果不准确。电力变压器发生故障的时候其内部往往会析出一部分气体，因此可以对变压器内部气体进行色谱分析，以此来判断电力变压器的故障，例如绝缘破坏故障、电弧性故障、过热故障等等。气相色谱分析在电力变压器预防性试验中的应用十分广泛，电力变压器在出现故障的时候会因为局部过热导致固体绝缘裂解，变压器油也会分解，这就析出了气体，例如氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等等。电力变压器内部故障主要有三种，一种是过热性故障，一种是放电性故障，一种是绝缘受损故障，从放点故障上来看，其可以分为局部放电，电弧放电等，不同种类的放电其析出的气体也不尽相同，根据相关实验可知，电力变压器的局部放电，也就是较小电流引起的放电主要能析出甲烷、丙烯和乙烯等气体，电力变压器电弧放电也就是大电流放电则会析出甲烷、氢气、乙炔等气体，电力变压器的绝缘材料裂解则可能析出二氧化碳和一氧化碳等气体，随着温度的升高，其析出气体的成分也逐渐发生变化，以此为依据就可以利用气体色谱分析来判断电力变压器的故障类型。

电力变压器的一些不正常操作也可能产生故障气体，例如变压器油箱渗漏、开关动作时的悬浮电位放电等，这些析出的气体会进入油中，根据气体的颜色就可以判断故障的类型，例如气体是灰色时，则可以判定是油中存在电弧故障，电弧导致油分解，气体是灰色则可以判定是木材损伤故障，气体为白色则可以判定为变压器的绝缘损伤故障。

结论

在变压器的维护检修、运行工作中，必须认真执行电气设备预防性试验规程，不断提高质量，坚持预防为主，使设备能够长周期、安全、可靠运行，防患于未然。另外还应坚持科学的态度，对试验结果全面的、历史的进行综合分析，掌握电气设备性能变化的规律和趋势，使电气设备的绝缘性能始终处于监控、掌握、管理之中。也只有这样，才能真正认识到电气设备预防性试验的必要性，才能限制电气故障的扩大、减轻设备的损坏，提高电气系统的安全性、稳定性。

参考文献：

[1]张占，陈家强，娄东升，等.浅评电力变压器的预防性试验[J].电气试验，2019（1）：14-17.

[2]胡伟平.40万kVA容量变压器预防性试验的重要性[J].科技视界，2019（6）：5-7，27.

[3]傅永飞.浅析配电变压器的预防性试验[J].科技与企业，2019（6）：284.

[4]张彪.浅谈电力变压器的安全运行及预防性试验[J].水电站机电技术，2019（4）：12-13，119.

特变电工沈阳变压器集团有限公司 辽宁省沈阳市 110144