變壓器交流耐壓試驗異常分析及處理

楊趙武，柳小東

(中國水利水電第十四工程局有限公司 ，昆明 650001)

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變壓器交流耐壓試驗異常分析及處理

楊趙武，柳小東

(中國水利水電第十四工程局有限公司 ，昆明 650001)

本文從變壓器交流耐壓試驗的實際案例入手對變壓器交流耐壓試驗展開粗淺的分析，并進一步剖析了變壓器異常原因的查找方法與處理辦法，以期確保變壓器能夠始終處在最佳的工況下運行。

變壓器；交流耐壓試驗；變壓器異常原因；異常處理

通過交流耐壓試驗能夠有效發現變壓器制造材料存在的缺陷以及由于外在因素造成的絕緣缺陷，進而及時解決缺陷并確保變壓器質量，提高供電可靠性。因此，在變壓器投入使用前進行交流耐壓試驗十分必要。

1 變壓器交流耐壓試驗

1.1 被測試變壓器的基本參數

變壓器型號:SFSZ10-240000/220；變壓器額定電壓:(220±8×1.25%)/117/37 kV；變壓器聯結組別:YNyn0d11。該變壓器在出廠試驗時，其高壓側中性點的對地交流耐壓值為220 kV，中壓側中性點的對地交流耐壓值為140 kV，低壓繞組的對地交流耐壓值為85 kV，且所有的耐壓時間均為1 min。

1.2 試驗原理及其試驗儀器的基本參數

在現場試驗過程中，因為傳統的工頻定頻交流耐壓試驗無法滿足實際試驗需求，所以在現場試驗過程中普遍采用變頻諧波原理對電壓電流進行補償，從而大大降低現場施工對電源的實際需求以及試驗設備的容量需求，在試驗過程中具體接線方法如圖1所示。根據電路原理可知，當串聯諧振發生在試驗回路時，試驗回路之中所需要的電流容量極小，所以，可在試驗過程中充分利用串聯諧振來降低電流容量需求，使輸出電壓達到最小程度。

VF-變頻電源及控制箱；T-勵磁變壓器；L-電抗器；LV-濾波器；C-分壓器；Cx-被試品。圖1 交流耐壓試驗接線圖Fig.1 AC voltage test wiring diagram

本文主要以某供電企業的變壓器交流耐壓試驗為例子，該供電企業采用變頻串聯諧振裝置作為交流耐壓試驗過程中的試驗設備，具體參數如下：220 kV單相交流電源作為試驗電源；6塊額定電壓為37 kV的電抗器裝置到變頻串聯裝置之中，并將每一節電抗器的額定電容量均設置為40 kVA；整合變頻裝置和試驗控制臺且要將過流保護裝置放在變頻串聯裝置之中；使用型號為YDC-10KCA的勵磁變壓器在變壓器交流耐壓試驗中。結合我國電力行業的相關規定可知，在對變壓器進行交流耐壓試驗的過程中，試驗時間1 min，頻率為45 Hz～65 Hz，所得耐壓值不能小于變壓器出廠時耐壓值的80%。各參數具體估算如表1所示。

1.3 變壓器交流耐壓試驗經過分析

在進行變壓器交流耐壓試驗之前，必須要對變壓器進行放氣操作，同時確保變壓器的鐵心、夾件、外殼接地等各項狀態符合設置要求，方可進行變壓器交流耐壓試驗。

表1 試驗電流和頻率估算值Tab.1 Estimated values of test current and frequency

對變壓器的低壓繞組進行交流耐壓試驗，若試驗所得數據值與計算值相同，且試驗前后的絕緣電阻大于4 000 MΩ，試驗則算通過。對變壓器中壓繞組進行交流耐壓試驗，將電壓逐步升至100 kV后逐漸歸零，若此時的試驗裝置沒有發生跳閘問題，也沒有出現異常放電響聲則再次進行試驗。而將電壓升高至10 kV以后將電壓歸零，可以發現110 kV側繞組對地絕緣電阻僅為28 MΩ，而試驗前的絕緣電阻值卻大于4 000 MΩ。所以，為進一步判斷變壓器異常原因，找到故障發生的部位，則繼續對高壓繞組進行交流耐壓試驗。高壓繞組交流耐壓試驗后期絕緣電阻值大于4 000 MΩ，所以，還要繼續對中壓繞組進行耐壓試驗。若此時的試驗結果仍然與前一次的試驗結果相同，則可以初步斷定變壓器的異常情況是發生在變壓器的中壓繞組上。

2 變壓器異常原因查找及處理分析

當氣體絕緣與油間隙絕緣發生擊穿時，其自身往往具備一定的恢復性且擊穿后的電壓較為穩定不會出現明顯的電壓值下降問題，但若固體絕緣發生擊穿，那么不僅其自身的絕緣性能不會恢復，還會完全喪失并出現明顯的電壓值降低問題。本文所試驗的變壓器中壓繞組絕緣擊穿恰恰符合固體絕緣擊穿的基本特性，所以，在對變壓器中壓繞組絕緣擊穿部位進行判別時，可側重于固定絕緣部位的判斷。為了能夠更好地判別變壓器發生異常的原因所在，對變壓器進行交流耐壓試驗后還應額外增加試驗項目。

通過對絕緣電阻的測量，可以清楚看到110 kV側繞組的對地絕緣電阻僅為28 MΩ，對中壓測套管末屏對中壓繞組及外殼之間的絕緣電阻值進行測量可以發現，此時的電阻值與耐壓前的試驗值并沒有明顯差別，均大于1 000 MΩ。因此，可排除由套管主絕緣擊穿這一原因。選擇將變壓器的所有繞組短路接地這種方式測量其鐵心對地及夾件對地的絕緣電阻值，與耐壓前的電阻值相比此時的電阻值仍沒有明顯的差別，均大于2 000 MΩ。所以，同樣可以排除是因為變壓器夾件支撐件絕緣不好而引發的中壓繞組喪失絕緣的情況。在耐壓試驗以后還應該對直流泄露電流進行測量，可以看到當電壓加至2 kV時，相對應的泄漏達到了238 μA，當電壓加至6 kV時，相對應的泄漏則達到了1 024 μA，之后試驗裝置也自動跳閘。而如若將電壓加到40 kV此時的泄漏電流則達到11 μA，可以斷定變壓器的固體絕緣被擊穿。

一般情況下只有套管引出線層壓板被擊穿，才會導致中壓繞組喪失絕緣。所以，變壓器的固體絕緣擊穿部位應該就是套管引出線層壓板。此時，變壓器的安裝施工人員與廠家技術人員則可以采取打開變壓器中壓升高座套引線接線手孔的方法進行檢查，發現套管引線層壓板出現異常，就可以對擊穿部位進行進一步的確認。更換全新的套管引出線層壓板后，還應該重新進行絕緣試驗，如若此時所得試驗結果的顯示電阻值與正常之間符合標準，那么就可以確定更換后的套管引出線層壓板是正常的。此外，還要對變壓器進行相關的抽真空、注油操作，并將變壓器放置48 h以后，再進行優化試驗、交流耐壓試驗，確保各項試驗結果都能夠滿足實際需求，也就可以進一步表明該變壓器并不存在任何異常，可以正常進入到投產使用階段。

3 結語

通過本文的粗淺闡述，希望進一步加深同行們對交流耐壓試驗重要性的認識，從而讓廣大電氣工作者在投入使用變壓器前都能夠做好相應的交流耐壓試驗，及時查處變壓器存在的異常問題并予以解決，進而使變壓器始終處于最佳的運行狀態之下。

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Analysis and treatment of abnormal AC voltage test of transformer

YANG Zhao-wu, LIU Xiao-dong

(The Fourteenth Engineering Bureau China Water Resources and Hydropower Co., Ltd., Kunming 650001, China)

In this paper, the actual case of transformer AC voltage test is analyzed, and the searching method and handling method of transformer abnormality are analyzed so as to ensure the optimal operation of transformer.

Transformer; AC voltage test; Abnormal cause of transformer; Exception handling

2016-12-10

楊趙武(1989-)，男，本科，助理工程師； 柳小東(1989-)，男，本科，助理工程師。

TM406

B

1674-8646(2017)04-0156-02