浅谈电力变压器局部放电试验的方法

浅谈 电力变压器局部放电试验的方法

赵冬雪

巢湖骄阳新能源有限公司，安徽巢湖， 238062

摘要：随着我国经济飞速发展,人们对电量的需求逐渐增大,尤其是对企业来说,电力系统的稳定对其生产发展起到至关重要的作用。电力变压器在电力系统中的应用日益广泛,确保变压器的安全稳定运行对提高电力系统的供电安全性有着至关重要的影响。为了保障电力系统安全的稳定运行,必须对电力变压器的运行状况进行检测，从而降低变压器出现故障的可能性。

关键词：电力变压器、试验、试验标准

前言：电力变压器作为电力系统之中最为重要的组成部分，其对电力系统的正常供电有着重要的影响作用。所以，为了确保变压器的安全稳定运行，电力工作人员就必须要做好变压器的故障试验与检修工作。以下内容根据变压器试验的实践经验与相关参考文献，就变压器局部放电试验展开粗浅的探讨。

1．变压器局部放电试验

1.1试验标准

    国家标准GB1094-85《电力变压器》中规定的变压器局部放电试验的加压时间步骤，其试验步骤为：首先试验电压升到U₂下进行测量，保持5min；然后试验电压升到U₁，保持5s；最后电压降到U₂下再进行测量，保持30min。U₁、U₂的电压值规定及允许的放电量为

电压下允许放电量Q＜500pC

或          电压下允许放电量Q＜300pC

式中 U_m——设备最高工作电压。

1.2 试验基本原理

 变压器局部放电试验的基本原理接线，如图1-1所示。

图1-1 变压器局部放电试验的基本原理接线

图(a)单相励磁基本原理接线；(b)三相励磁基本原理接线；

(c)在套管抽头测量和校准接线 C_ob—变压器套管电容

1.3试验接线图

局部放电试验一般在下面3种情况下，需要进行局部放电试验：

   a.新安装投运时。

   b.返厂修理或现场大修后。

   c.运行中必要时。

 试验的理想电源，是采用电动机—发电机组产生的中频电源，三相电源变压器开口三角接线产生的150Hz电源，或其它形式产生的中频电源。若采用这类电源，试验应按1.1条中的加压程序，试验电压与允许放电量应同制造厂协商。若无合适的中频或150Hz电源，而又认为确有必要进行局部放电试验,则可采用降低电压的试验方法。其试验电压可根据实际情况尽可能高，持续时间和允许局部放电水平不作规定。

     降低电压试验法，不易激发变压器绝缘的局部放电缺陷。但经验表明，当变压器绝缘内部存在较严重的局部放电时，通过这种试验是能得出正确结果的。

 现场试验工频降低电压的试验方法

     工频降低电压的试验方法有三相励磁、单相励磁和各种形式的电压支撑法。现推荐下述两种方法。

 a.单相励磁法

     单相励磁法，利用套管作为耦合电容器C_k，其接线如图1-2所示。这种方法较为符合变压器的实际运行状况。图1-2中同时给出了双绕组变压器各铁芯的磁通分布及电压相量图(三绕组变压器的中压绕组情况相同)。

图1-2 单相励磁的试验接线、磁通分布及电压相量

(a)C相励磁时的接线图；(b)各柱磁通分布示意图；(c)电压相量图

由于C相(或A相)单独励磁时，各柱磁通Φ_Z、Φ_B、Φ_C分布不均，A、B、C(或A_M、B_M、C_M)感应的电压又服从于E=4.44f_WΦ规律，因此，根据变压器的不同结构，当对C相励磁的感应电压为U_C时，B相的感应电压约为0.7U_C，A相的感应电压约为0.3U_C (若A相励磁时，则结果相反)。

    当试验电压为U时，各相间电压为

;

    当A相单独励磁时，各相间电压为

;

    当B相单独励磁时，三相电压和相间电压为

单相电源可由电厂小发电机组单独供给，或以供电网络单独供给。选用合适的送电网络，如经供电变压器、电缆送至试品，对于抑制发电机侧的干扰十分有效。变电所的变压试验，则可选合适容量的调压器和升压变压器。根据实际干扰水平，再选择相应的滤波器。

 b.中性点支撑法

将一定电压支撑于被试变压器的中性点(支撑电压的幅值不应超过被试变压器中性点耐受长时间工频电压的绝缘水平)，以提高线端的试验电压称为中性点支撑法。支撑方法有多种，便于现场接线的支撑法，如图1-3所示。

图1-3 中性点支撑法的接线图

(a)低压侧加压法；(b)中性点加压法

C_ob—变压器套管电容；C_K—耦合电容；T₀—支撑变压器；C—补偿电容；

   U₀—支撑电压；A_m—测量阻抗；T_ry—被试变压器

 图1-3(b)的试验方法中，A相绕组的感应电压O_f为2倍的支撑电压U₀，则A相线端对地电压

U_A为绕组的感应电压U_te与支撑电压U₀的和，即

这就提高了A相绕组的线端试验电压。

      根据试验电压的要求，应适当选择放电量小的支撑变压器的容量和电压等级，并进行必要的电容补偿。电容补偿的原则是根据励磁电流值来确定的。按图1-3接线，对一台15000kVA/220kV变压器实测时，若需施加150kV试验电压(相对地有效值)，则可选择支撑变压器参数为100kVA/50kV，此时补偿电容约为0.04μF。图1-3(a)接线的试验方法和原理与图1-3(b)基本相同。

参 考 文 献

［1］《变压器》杂志

［2］高电压试验技术

［3］电气试验原理

［4］电气设备预防性试验

［5］局部放电试验

［6］电气试验设备