摘要：通過(guò)對(duì)大型電力變壓器試驗(yàn)，如絕緣、直流電阻測(cè)量、介質(zhì)損耗因數(shù)等的分析，探討了預(yù)防性絕緣試驗(yàn)的有效性，并對(duì)檢測(cè)方法、故障診斷以及電力變壓器狀態(tài)檢修的發(fā)展提出建議。

關(guān)鍵詞：預(yù)防性試驗(yàn) 電力變壓器 有效性 分析

1電力變壓器的多種試驗(yàn)項(xiàng)目

電力變壓器是電力系統(tǒng)電網(wǎng)安全性評(píng)價(jià)的重要設(shè)備，它的安全運(yùn)行具有極其重要的意義，預(yù)防性試驗(yàn)是保證其安全運(yùn)行的重要措施。其有效性對(duì)變壓器故障診斷具有確定性影響，通過(guò)各種試驗(yàn)項(xiàng)目，獲取準(zhǔn)確可*的試驗(yàn)結(jié)果是正確診斷變壓器故障的基本前提。根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（DL/T596—1996）電力變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目共有32項(xiàng)，如表l所示。

表1電力變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目

序號(hào)<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />	試驗(yàn)項(xiàng)目	序號(hào)	試驗(yàn)項(xiàng)目
1	油中溶解氣體色譜分析	17	局部放電測(cè)量
2	繞組直流電阻	18	有載調(diào)壓裝置的試驗(yàn)和檢查
3	繞組絕緣電阻、吸收比或（和）極化指數(shù)	19	測(cè)溫裝置及其二次回路試驗(yàn)
4	測(cè)量繞組介質(zhì)損耗因數(shù)	20	氣體繼電器及其二次回路試驗(yàn)
5	電容性套管的介質(zhì)損耗因數(shù)和電容值	21	壓力釋放器校驗(yàn)
6	絕緣油試驗(yàn)	22	整體密封檢查
7	交流耐壓試驗(yàn)	23	冷卻裝置及其二次回路檢查試驗(yàn)
8	鐵芯（有外引接地線的）絕緣電阻	24	套管中電流互感器絕緣試驗(yàn)
9	穿心螺栓、鐵軛夾件、綁扎鋼帶、鐵芯、線圈壓環(huán)及屏蔽等的絕緣電阻	25	全電壓下空載合閘
10	油中含水量	26	油中糠醛含量
11	油中含氣量	27	絕緣紙（板）聚合度
12	繞組泄漏電流	28	絕緣紙（板）含水量
13	繞組所有分接的電壓比	29	阻抗測(cè)量
14	校核三相變壓器的組別或單相變壓器極性	30	振動(dòng)
15	空載電流和空載損耗	31	噪聲
16	短路阻抗和負(fù)載損耗	32	油箱表面溫度分布

根據(jù)變壓器現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況，在下列3種情形下需對(duì)變壓器進(jìn)行故障診斷。

（1）正常停電狀態(tài)下進(jìn)行的交接、大修或預(yù)防性試驗(yàn)中一項(xiàng)或幾項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值。

（2）運(yùn)行中出現(xiàn)異常被迫停電進(jìn)行檢修和試驗(yàn)。

（3）運(yùn)行中出現(xiàn)其它異常造成事故停電，但變壓器尚未解體（吊芯或吊罩）。

當(dāng)出現(xiàn)以上情況之一，需迅速進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)，對(duì)變壓器狀況進(jìn)行診斷，電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程中推薦了對(duì)于判斷故障時(shí)可供選用的試驗(yàn)項(xiàng)目。若存在故障，則需進(jìn)一步明確故障原因或類型、大致部位、故障的嚴(yán)重程度以及能否帶故障短期運(yùn)行的判斷依據(jù)。如果沒(méi)有故障，則要分析出現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果異?；蚱渌惓，F(xiàn)象的原因。當(dāng)變壓器已經(jīng)解體，吊芯或吊罩，此時(shí)試驗(yàn)?zāi)康囊话悴皇菫榱斯收显\斷，而屬于故障排除的問(wèn)題。

從實(shí)用工作角度看，常用的變壓器故障診斷（絕緣）項(xiàng)目主要是表1中的第2、3、4、5、6、7、8、12、13、17、18項(xiàng)，以下對(duì)其中幾個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行討論分析。

2絕緣試驗(yàn)

2.1繞組直流電阻的測(cè)量

繞組直流電阻的測(cè)量是一項(xiàng)方便而有效地考察繞組縱絕緣和電流回路連接狀況的試驗(yàn)，能反映繞組焊接質(zhì)量、繞組匝間短路、繞組斷股或引出線折斷、分接開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線接頭接觸不良等故障，實(shí)際上它也是判斷各相繞組直流電阻是否平衡、調(diào)壓開(kāi)關(guān)檔位是否正確的有效手段。長(zhǎng)期以來(lái)，繞組直流電阻測(cè)量一直被認(rèn)為是考查變壓器縱絕緣的主要手段之一，有時(shí)甚至是判斷電流回路連接狀況的唯一辦法。比如在2004年秋檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)66kV西遼陽(yáng)變電所的二號(hào)所用變的一次（10kV）直流電阻不平衡，三相偏差已達(dá)到5.5%，超出了預(yù)試規(guī)程規(guī)定的2%的最大值。該變壓器經(jīng)檢修工區(qū)對(duì)其進(jìn)行吊芯處理后，再一次測(cè)量時(shí)，三相直流電阻才平衡，偏差為1.47%。

2.2繞組絕緣電阻的測(cè)量

繞組連同套管一起的絕緣電阻和吸收比或極化指數(shù)，對(duì)檢查變壓器整體的絕緣狀況具有較高靈敏度，它能有效檢查出變壓器絕緣整體受潮、部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷，如各種貫穿性短路、瓷件破裂、引線接殼、器身內(nèi)有銅線搭橋等現(xiàn)象引起的半貫通性或金屬性短路等。相對(duì)來(lái)講，單純依*絕緣電阻絕對(duì)值大小對(duì)繞組絕緣作判斷，其靈敏度、有效性較低。一方面是由于測(cè)量時(shí)試驗(yàn)電壓太低，難以暴露缺陷；另一方面也因?yàn)榻^緣電阻值與繞組絕緣結(jié)構(gòu)尺寸、絕緣材料的品種、繞組溫度等有關(guān)。但對(duì)于鐵心夾件、穿心螺栓等部件，測(cè)量絕緣電阻往往能反映故障，這是因?yàn)檫@些部件絕緣結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，絕緣介質(zhì)單一，正常情況下基本不承受電壓，絕緣更多的是起隔離作用，而不像繞組絕緣要承受高電壓。我們預(yù)試中曾通過(guò)絕緣搖表發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯多點(diǎn)接地的情況。

2.3測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ

通過(guò)測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ用來(lái)檢查變壓器整體受潮油質(zhì)劣化、繞組上附著油泥及嚴(yán)重的局部缺陷。介損測(cè)量常受表面泄露和外界條件（如干擾電場(chǎng)和大氣條件的影響），因而要采取措施減少和消除影響。現(xiàn)場(chǎng)我們一般測(cè)量的是連同套管一起的tgδ，但為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和檢出缺陷的靈敏度，有時(shí)也進(jìn)行分解試驗(yàn)，以判別缺陷所在位置。測(cè)量泄漏電流作用和測(cè)量絕緣電阻相似，只是其靈敏度較高，能有效發(fā)現(xiàn)有些其他試驗(yàn)項(xiàng)目所不能發(fā)現(xiàn)的變壓器局部缺陷。泄漏電流值與變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)、溫度等因素有關(guān)，判斷時(shí)強(qiáng)調(diào)與歷年、與同型變壓器及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較；介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ和泄漏電流試驗(yàn)的有效性正隨著變壓器電壓等級(jí)的提高、容量和體積的增大而下降，因此單純*tgδ和泄漏電流來(lái)正確判斷繞組絕緣狀況的可能性也較小，但對(duì)于電容性設(shè)備，實(shí)踐證明如電容性套管、電容式電壓互感器、藕合電容器等，測(cè)量tgδ和電容量Cx仍是故障診斷的有效手段。

2.4交流耐壓試驗(yàn)

交流耐壓試驗(yàn)是鑒定絕緣強(qiáng)度等有效的方法，特別是對(duì)考核主絕緣的局部缺陷，如繞組主絕緣受潮、開(kāi)裂或在運(yùn)輸過(guò)程中引起的繞組松動(dòng)、引線距離不夠以及繞組絕緣上附著污物等。交流耐壓試驗(yàn)雖對(duì)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷有效，但受試驗(yàn)條件限制，要進(jìn)行66 kV及以上變壓器耐壓試驗(yàn)，由于電壓高電流大，目前這樣的高電壓試驗(yàn)變壓器及調(diào)壓器尚不夠普遍，我局采用串聯(lián)電抗器利用諧振產(chǎn)生高電壓的方法對(duì)高電壓設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，從實(shí)際結(jié)果來(lái)看，效果非常好。

2.5特性試驗(yàn)

《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，電力變壓器在交接時(shí)、更換繞組時(shí)、內(nèi)部接線變動(dòng)時(shí)要測(cè)量繞組所有分接頭的變壓比，檢查三相變壓器的接線組別，交接或更換繞組時(shí)還要測(cè)量變壓器在額定電壓下的空載電流和空載損耗等。通過(guò)繞組分接頭電壓比試驗(yàn)，能檢驗(yàn)分接開(kāi)關(guān)檔位、變壓器聯(lián)結(jié)組別是否正確，對(duì)于匝間短路等故障能靈敏反映，但對(duì)于線圈變形故障卻無(wú)能為力。測(cè)量額定電壓下空載電流和空載損耗，其目的是檢查繞組是否存在匝間短路故障，檢查鐵芯疊片間的絕緣情況，以及穿心螺桿和壓板的絕緣情況。當(dāng)發(fā)生上述故障時(shí)，空載電流和空載損耗都會(huì)增大。

3線圈變形檢測(cè)

近年來(lái)，通過(guò)對(duì)發(fā)生故障或事故的變壓器進(jìn)行檢查和事故分析，發(fā)現(xiàn)繞組變形是許多故障或事故、的直接原因，一旦繞組變形而未被診斷繼續(xù)投人運(yùn)行則極可能導(dǎo)致事故，嚴(yán)重時(shí)燒毀線圈。造成變壓器繞組變形的主要原因有：

（1）短路故障電流沖擊，電動(dòng)力使繞組容易破壞或變形。

（2）在運(yùn)輸或安裝中受到意外沖撞、顛簸和振動(dòng)等。

（3）保護(hù)系統(tǒng)有死區(qū)，動(dòng)作失靈，導(dǎo)致變壓器承受穩(wěn)定短路電流作用時(shí)間長(zhǎng)，造成繞組變形。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在遭受外部短路時(shí)，因不能及時(shí)跳閘而發(fā)生損壞的變壓器約占短路損壞事故的30%。

（4）繞組承受短路能力不夠，有資料表明，近5年來(lái)對(duì)全國(guó)110kV及以上電壓等級(jí)電力變壓器事故統(tǒng)計(jì)表明這已經(jīng)成為電力變壓器事故的首要原因。

繞組變形后帶來(lái)危害主要有絕緣距離發(fā)生變化、或固體絕緣多處損傷導(dǎo)致局部放電發(fā)生、繞組機(jī)械性能下降、產(chǎn)生累積效應(yīng)等。

4局部放電測(cè)量

變壓器故障的原因之一是介質(zhì)擊穿，其原因主要是局部放電，它導(dǎo)致絕緣惡化乃至擊穿。隨著變壓器故障診斷技術(shù)的發(fā)展，人們逐步認(rèn)識(shí)到局部放電是變壓器諸多故障和事故的根源，因而局部放電的測(cè)試越來(lái)越受到重視。近年來(lái)我國(guó)110kV以上電力變壓器事故中有50%屬正常運(yùn)行電壓下發(fā)生匝間短路等原因，也是局部放電所致，因此我局已把局部放電測(cè)量作為220 kV變壓器交接和大修的重要項(xiàng)目之一，這對(duì)于變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷將十分有效。

5結(jié)束語(yǔ)

（l）在變壓器計(jì)劃?rùn)z修或故障診斷中，預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果依舊是不可缺少的診斷參量。

（2）每個(gè)預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目不能孤立的去看待，應(yīng)將幾個(gè)項(xiàng)目試驗(yàn)結(jié)果有機(jī)結(jié)合起來(lái)綜合分析，這將有效提高判斷的準(zhǔn)確性。

（3）油中溶解氣體分析（DGA法）和局部放電測(cè)量（PD法）是重要的診斷方法，隨著這些方法的不斷完善和發(fā)展以及在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的在我局的廣泛運(yùn)用，對(duì)于提高供電可*性，更及時(shí)準(zhǔn)確了解設(shè)備狀態(tài)和對(duì)變壓器故障分析和判斷將十分有效。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL/T596—1996[S] 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程