电力变压器预防性试验技术要点分析

电力变压器预防性试验技术要点分析

赵春升 陈贤 霍光涛

特变电工沈阳变压器集团有限公司 辽宁省沈阳市 110144

摘要：电力变压器是电力系统中最庞大、最重要的变电站设备之一。在变压器的维护和运行中，必须认真执行电气设备的预防性试验规程，不断提高质量，坚持预防为主，使设备能够长期、安全、可靠地运行，并采取预防措施。此外，还要坚持科学的态度，全面、历史地分析检测结果，掌握电气设备性能变化的规律和趋势，使电气设备的性能始终处于监测、控制和管理之下。

关键词：电力系统；变压器；试验技术

1 绝缘电阻和吸收比试验

1.1 技术思路

在预防性试验中，绝缘电阻和吸收率的测量主要是对变压器绝缘材料受潮和热老化问题进行综合分析，是评价电力变压器绝缘水平、发现绝缘缺陷的重要手段。根据现场经验，变压器绝缘材料干燥后的绝缘电阻变化明显高于介质损耗角正切值的变化。因此，通过测试变压器的绝缘电阻和吸收比，可以很好地表征变压器的绝缘水平。

1.2测试技术路径

1.2.1试验设备的选择

目前，测量绝缘电阻和吸收率的设备主要有手持式兆欧表和电子式兆欧表两种。由于企业运营成本等因素，旧的手动兆欧表仍在使用。与电子兆欧表相比，手动兆欧表的操作更为复杂，对操作人员的经验和专业技术要求更高。因此，本文选择旧的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时，选用2500V兆欧表；变压器额定电压小于1kV时，选用1000V兆欧表；变压器额定电压大于220kV时，选用5000v兆欧表选择大于等于3mA的输出电流。

1.2.2测试环境设置

试验期间，变压器应处于隔离状态。试验前，变压器应电气隔离，前后连接应断开，绕组应短接地。一般设备的放电时间应大于1分钟。对于大容量变压器，放电时间应大于5分钟。

1.2.3测量技术要求

（1） 变压器表面的污垢可能产生杂散电流。当被测设备被计算为泄漏电流时，绝缘电阻将很低。为避免这一问题，在变压器放电后，选用干净的布对变压器瓷屏、本体等部位进行清洁。如有必要，可使用除脂剂处理污垢。当设备环境湿度较大时，可从被测设备的屏蔽端子引出屏蔽线，用软裸线绕制后与被测零件表面连接，以屏蔽表面杂散电流。

2. 在试验过程中，为了避免被测绕组与非被测绕组之间的电容和感应电压的影响，测量绝缘电阻时可采用空载绕组短路接地的方法。关键技术包括：将变压器前后被测绕组的引出线短接，短路后与兆欧表的“L”端连接。未测试绕组短路，外壳接地，并连接至高阻表的“e”端子。这不仅保证了被测零件和未被测零件之间的有效隔离，而且避免了高反电势损伤和绝缘击穿。

(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，转动操作摇柄，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。

(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。

2 电力变压器预防性试验的探讨

2.1 局部放电测量

局部放电故障是影响电力变压器运行的重要故障。指油膜、气隙或导体边缘在电压作用下的穿透放电。电力变压器的绝缘结构非常复杂，影响其局部放电的因素很多，局部放电可能是由设计漏磁、高磁场强度和绝缘老化引起的。预防性试验能有效地测量局部放电，及时发现局部放电隐患，保证电力变压器的稳定运行。

2.2绕组电阻测量

2.2.1绝缘电阻测量

绕组绝缘电阻的测量是检查整个电力变压器绝缘的重要手段。通过对变压器绕组绝缘电阻的检测，可以发现变压器的受潮、脏污和穿透性缺陷。对于电力变压器而言，干燥前后绕组绝缘电阻变化较大，绝缘电阻能反映绕组的绝缘状况。但需要注意的是，绝缘电阻的影响因素是复杂的，如运行方式、绝缘油脂状况、测量误差、环境温度等，这对绝缘电阻的测量提出了更高的要求。在测量过程中，试验水压低，难以保证测量精度，不能反映缺陷。对于贯穿螺栓等部件，其绝缘结构相对简单，介质单一，不需要承受高压，因此其接地测量值低于屏蔽测量值。

2.2.2直流电阻测量

绕组直流电阻的测量是变压器测量中的一个重要项目，在绕组直流电阻的测量中起着重要的作用。可以检测绕组的焊接质量，检测并联支路的合理性，判断是否存在短路故障等。

2.3泄漏电流测量

电力变压器电流的测量可以反映电力变压器的绝缘状况。与其他测试项目相比，泄漏电流测量可以发现一些潜在的问题。一般来说，当年泄漏电流测量值小于上年泄漏电流测量值的150%。

2.4交流耐压试验

在电力变压器的预防性试验中，一些无损检测可以发现变压器的绝缘缺陷，但预防性试验的电压较低，这使得这些无损预防性试验具有一定的局限性。电力变压器局部缺陷的检测比较困难，不足以保证电力变压器的稳定运行。在此背景下，可以尝试对电力变压器进行交流耐压试验，检测电力变压器的强度，有效判断电力变压器的局部缺陷，如绕组主绝缘问题、绕组松脱问题等。交流耐压试验也有一定的局限性。对于一些电压等级较高的电力变压器，交流耐压试验要求较高，试验过程中电容电流较大，有效的测量仪器和方法受到限制。但它可以应用于一些大电流、高电压的电力变压器上，可以充分发挥交流耐压试验的作用，保证电力变压器的稳定运行。

2.5 对变压器内部气体色谱分析

对于带电电力变压器，现有的预防性试验有一定的局限性，不能检测出电力变压器内部的潜在问题，气体继电器不能反映气体的成分和含量，造成试验的虚假和试验结果的不准确。当电力变压器发生故障时，往往会分离出一部分气体，因此，气相色谱分析可以用来判断电力变压器的故障，如绝缘故障、电弧故障、过热故障等。气相色谱分析在电力变压器预防性试验中有着广泛的应用。当电力变压器发生故障时，固体绝缘会因局部过热而开裂，变压器油会分解，释放出氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等气体。电力变压器内部故障有三种，一种是过热故障，一种是放电故障，另一种是绝缘损坏故障。从放电故障的角度来看，可分为局部放电、电弧放电等，不同类型的放电有不同的气体。根据相关实验，电力变压器的局部放电可分为三种类型，即小电流引起的放电主要释放甲烷、丙烯和乙烯，而电力变压器的电弧放电即大电流引起的放电则释放甲烷、氢气和乙烯乙炔和电力变压器绝缘材料的开裂可能会释放二氧化碳和一氧化碳。随着温度的升高，释放气体的成分会逐渐发生变化，在此基础上，可以采用气相色谱分析法确定电力变压器的故障类型。

电力变压器的一些异常运行也会产生故障气体，如变压器油箱泄漏、开关动作时悬浮电位放电等，这些分离出来的气体会进入油中。根据瓦斯的颜色可以判断断层的类型。如气体为灰色时，可判断油中有电弧故障，导致油分解；气体为灰色时，可判断为木器损坏故障；气体为白色时，可判断为变压器绝缘损坏故障。

结束语

综上所述，随着现代科学技术的飞速发展，110kV电力变压器在电力系统中的优势越来越显著。此外，为了有效满足人们的用电需求，必须在电力系统正常运行的基础上，保证110kV电力变压器的运行稳定。随着预防性试验的开展，结合“预防为主，治疗为辅”的原则，从局部放电、绕组电阻和泄漏电流、交流耐压、内部气体等方面进行预防性试验，以保证电力系统的安全可靠运行。

参考文献：

[1]彭韶敏.110k V电力变压器局部放电试验及实例分析[J].机电信息, 2018, (18) .

[2]宋志杰.变压器故障诊断及预防性试验综合管理系统研究[D].华南理工大学, 2019.