浅析干式变压器的预防性试验

浅析干式变压器的预防性试验

宋百旭

（内蒙古大唐国际新能源有限公司）

摘要：预防性试验是保证电力变压器安全运行的重要措施，对变压器故障诊断具有确定性影响，通过各种试验项目，获取准确可靠的试验结果是正确诊断变压器故障的基本前提。

关键词：干式变压器；分析；测量；预防性试验

1、前言

试验所用仪器均为苏州华电电气技术有限公司生产制造。所做预防性试验项目是根据《华北电网电力设备交接和预防性试验规程》规定的试验项目及试验顺序，主要包括绕组绝缘电阻的测量、绕组直流电阻的测量、感应耐压、损耗、变比测试、交流耐压试验等。

2、绕组绝缘电阻的测量试验

绕组连同套管一起的绝缘电阻和吸收比或极化指数，对变压器整体的绝缘状况具有较高灵敏度，它能有效检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷，如各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路等。相对来讲，单纯依靠绝缘电阻绝对值大小对绕组绝缘作判断，其灵敏度、有效性较低。一方面是由于测量时试验电压太低，难以暴露缺陷，另一方面也因为绝缘电阻与绕组绝缘结构尺寸、绝缘材料的品种、绕组温度有关，但对于铁芯夹件、穿心螺栓等部件，测量绝缘电阻往往能反映故障，这是因为这些部件绝缘结构较简单，绝缘介质单一，正常情况下基本不承受电压，绝缘更多的是起隔离作用，而不像绕组绝缘要承受高电压，比如我们预试中可通过绝缘摇表发现变压器铁芯一点或多点接地的情况，也可通过绝缘电阻的测量发现变压器套管瓷件破裂、有裂纹现象。

3、绕组直流电阻的测量试验

绕组直流电阻的测量试验是一项方便而有效的考察绕组绝缘和电流回路连接状况的试验，能反应绕组焊接质量、绕组匝间短路、绕组断股或引出线折断、分接开关及导线接触不良等故障，实际上它也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档位是否正确的有效手段。长期以来，绕组直流电阻测量一直被认为是考察变压器绝缘的主要手段之一，有时甚至是判断电流回路连接状况的唯一办法。如在对某变压器低压侧10KV线间直流电阻作试验时，发现不平衡率为2.17%，超过部颁标准值1%的一倍还多，色谱分析不存在过热故障，且每年预试数据反映直流电阻不平衡系数超标外，其它项目均正常，经分析换算后确定C相电阻值较大，判断C相绕组内有断股问题，经吊罩检查后，验证C相确实有一股开断，避免了故障的进一步扩大。通过上述例子可见，变压器直流电阻的测量对发现回路中某些重大缺陷起到了重大作用。

4、感应耐压试验

感应耐压试验的目的是考核变压器的纵绝缘，即：绕组的匝间、层间、段间的绝缘程度是否达到试验的要求。感应耐压试验尽可能施加接近正弦波的电压，一般是变压器被试侧电压的2倍，频率通常为100Hz、150Hz、200Hz等，但感应试验时间不能少于15s。

感应耐压试验是给变压器低压侧施加2倍或2倍以上额定电压，频率在2倍以上，高压侧感应出高电压。这样，可在纵绝缘缺陷处建立更高、更集中的场强，绕组匝间、层间和段间的电压达到并超过电介质处缺陷的击穿电压，较高的频率又可大大降低固体电介质的击穿电压，使得绝缘缺陷更容易被击穿，感应耐压所规定的外施电压作用时间亦可保证绝缘缺陷的击穿，故感应耐压试验可以可靠的检测出变压器纵绝缘性能的好坏。

5、变压器损耗试验

变压器损耗试验包括空载损耗和负载损耗。

5.1空载损耗试验

空载损耗试验的目的是检查硅钢片间的导磁能力和线圈损耗以及硅钢片是否有松动、错位，铁芯多点接地等缺陷。

变压器内部接线方式不同，测量接线方法也不同，不同接线方式下的损耗参数是不同的，所以只有明确变压器的接线方式，才可准确测出变压器的各参数的误差。试验电压应尽量按额定电压，如果电压偏离额定值，由于变压器铁芯中的磁感应强度处在磁化曲线的饱和段，空载损耗和空载电流都会急剧增大，所以空载试验应在额定电压下进行。实验前，应了解变压器的铭牌数据或出厂试验数据，并作为试验的依据。空载试验是从变压器的某一绕组施加额定频率正弦波的额定电压，其余绕组开路，测量空载电流和空载损耗。测量方法有三相三线特性空载参数测量和单相特性空载测量。

5.2负载损耗试验

负载损耗试验的目的是检验变压器直流损耗、负载损耗和短路阻抗是否符合技术要求，通过试验检查变压器是否存在缺陷。

负载损耗试验时，变压器低压侧三相短接，高压侧三相施加50Hz的高压侧额定电流，此时在低压绕组中产生相应的负荷电流。由于受到试验电源和试验设备的限制，变压器在现场试验时，只能施加小于额定值的电流，一般为10%额定值左右。在工厂试验中，一般施加50%-100%的额定电流，不同电流下变压器的附加损耗所占的比例不完全一样，所以根据测量结果计算出来的额定负荷下的损耗会有一定的误差，但短路阻抗在不同的短路电流下所测量的结果是很接近的，误差很小。

6、变比测试

变压比是变压器的重要参数之一，变压比的变化与变压器绕组的变化有密切的关系。变压器变压比的测量即变压器电压比的测量，是为了检查变压器的每一绕组的匝数是否符合设计与运行要求，因此也叫匝数比试验。变压器的高压与低压额定电压比往往为分数值，因此不得不采取四舍五入的办法取整数匝。这样就不可避免的使电压比与匝数比之间产生微小偏差。生产过程中必须控制这一误差，使之在允许范围内，生产过程中需对变压比进行测试。同时，变压器绕组是变压器传输、变换电能的核心部件，它构成了变压器输入、输出电能的电气回路。变压器绕组的可靠程度是决定变压器能否长期安全运行的基本要素。例如在电力系统中，通常采用两台变压器并列运行，则要求两台变压器相位相同，两台变压器之间相位差不能超过0.5%。否则，两变压器间将产生较大的环流，变压器损耗增加，易导致故障产生，如绕组短路或断路、绕组击穿或烧毁、绕组变形等。这些故障都会影响变压器绕组的可靠性。变压比参数的恶化可以反映变压器的一些故障，进行变压器变压比测试能够检测出绕组匝间短路、绕组断路、绕组击穿和烧毁等故障，并且方法简单，故变压器在投入运行前或出现故障后需检测变压比以判断变压器是否能正常工作。并且，在变压器装配过程中进行变压器变压比测试能够发现一些装配问题。例如，测量变压比可以检查线圈匝数是否正确、分接头焊接质量，查明线圈短路、断路，分接头开关的故障和错误，也可查明分接开关手柄位置与箱内分接开关对应情况，查出分接引线装配问题。在装备过程、安装前及进行大修后需要对电力变压器的主接线、分接头的变压比进行测定以确保变压器的电气和机械性能达到国家规定标准和设计要求。

7、交流耐压试验

交流耐压试验是供配电系统的基本试验项目，它是鉴定电气设备的绝缘强度、衡量过电压能力的最直接的方法，对于判断电气设备能否投入运行具有决定意义，也是保证避免因绝缘而发生事故的重要手段。

交流耐压试验是鉴定绝缘强度最有效的方法，特别是对考核主绝缘的局部缺陷，如绕组主绝缘受潮、开裂或在运输过程中引起的绕组松动、引线距离不够以及绕组绝缘上附着污物等。交流耐压试验虽对发现绝缘缺陷有效，但受试验条件限制，如果要进行35KV及8000KVA以上变压器耐压试验，就会由于电容电流较大，要求高电压试验变压器的额定电流在100mA以上，目前这样的高电压试验变压器及调压器尚不够普遍，如果能对高电压、大电流电力变压器进行交流耐压试验，对保证变压器安全运行有很大意义。

8、结语

在变压器计划检修或故障诊断中，预防性试验结果依旧是不可缺少的诊断参量。每个预防性试验项目不能孤立的去看待，应将几个项目试验结果有机结合起来综合分析，这将有效提高判定的准确性。

参考文献：

[1]《HDBB-2000变压器变比测试仪使用说明书》.苏州华电电气技术有限公司

[2]《HDBZ直流电阻测试仪使用说明书》.苏州华电电气技术有限公司