電氣試驗在變壓器故障預防中的應用研究探討

左祖胤

摘要：自改革開放以來，我們國家對于電力系統的應用頻率越來越大，因此相關的企業在這種情況下迅速發展，但這也帶來了一些問題。在電力系統的使用中，能夠有效確保其用電安全的就是變壓器，這對于電力系統有著重要的意義能夠起到一定的輔助作用?；诖朔N情況，有關企業應當重視對于變壓器的故障預防等工作，使其能夠在使用的過程中具有一定的穩定性，確保群眾的人身財政安全。

關鍵詞：電氣試驗;變壓器故障分析;應用探究

1、變壓器故障原因

一般來說，變壓器出廠時會經過一系列嚴格的出廠電氣試驗來保證設備的可靠度，但環境的不確定性、復雜的使用條件以及不停實時變化的運行工況都會或多或少的讓設備產生問題。這些問題有可能是出廠試驗不到位、錯誤運行方式造成變壓器內部結構件損耗加速老化、檢修時維護不到位、油浸式變壓器密封老化內部受潮加速絕緣油及金屬件劣化等。這些深層次的問題平時的巡檢聽聲聞味無法判斷具體的故障，只有在檢修期間對設備進行有限的電氣預防性試驗，并對試驗數據進行橫向、縱向對比，判斷設備狀態，并及時消除隱患。

2、電氣試驗的主要類型

2.1、直流電阻試驗

變壓器直流電阻測量是在對變壓器進行交接、維修以及調整之后的一項重要內容，同時也是變壓器在檢修中所必須要施行的檢查之一，尤其變壓器進行無載調壓或有載調壓裝置檢修后。通過對比三相繞組直流電阻的偏差，找出問題并進行處理防止三相電流不平衡造成的電氣不穩定狀態。在《DL/T596電力設備預防性試驗規程》中對變壓器直流電阻標準有明確的要求，不同溫度下的電阻值應換算到同一溫度下進行比較，并按下式換算：R2=R1（T+t2/T+t1），R1、R2為在溫度t1、t2時的電阻值，T常數，銅材質取235，鋁材質取225。

2.2、絕緣電阻試驗

變壓器的絕緣電阻測量，是通過兆歐表給設備通入直流電，然后通過泄漏電流值來計算設備的絕緣阻值，是檢查絕緣狀態最簡便的方法。變壓器繞組屬于電容性設備，絕緣阻值是隨加壓時間的增長而逐步上升并最終趨于穩定的。當絕緣良好時，穩定的絕緣電阻值較高，且吸收過程相對較慢;絕緣不良或受潮時，穩定的絕緣電阻值較低，吸收過程也相對較快。

變壓器吸收過程很長，吸收比K（R60s/R15s）不能充分反映絕緣吸收的全過程。需用極化指數P（R10min/R1min）進行判斷。K、P的規定值在《電力設備預防性試驗規程》中有明確的規定。通過絕緣電阻的測量，可發現變壓器整體絕緣不良以及受潮或有明顯貫穿性的導電通道缺陷，對變壓器絕緣狀況能有直觀的掌握。

2.3、泄漏電流測量

絕緣電阻試驗使用的電壓等級有限，基本是1000V、2500V或5000V三個電壓等級，但變壓器的實際電壓等級更高，故尚未完全貫通的集中性缺陷通過兆歐表絕緣電阻無法測量。

泄漏電流測量是絕緣電阻測量的高電壓方式，原理相同，都是通過直流電通入設備測得泄漏電流來判斷絕緣強度。但泄漏電流測量使用的直流高壓發生器試驗電壓高且能調節，測試靈敏度比兆歐表高，可以在升壓過程中逐步監視泄漏電流的變化情況。絕緣中有集中性缺陷時，則泄漏電流在超過一定試驗電壓時將劇烈增加，缺陷越嚴重，使泄漏電流值發生劇增的試驗電壓值越低。

2.4、交流耐壓試驗

變壓器的交流耐壓試驗能有效發現危險的集中性缺陷，它是鑒定變壓器內電氣絕緣強度最直接的方法。在現場實際工作中，會在變壓器出廠或大修過程中進行退油解體檢查回裝后為防止內部結構件受損或有其他異常，需在變壓器注油后進行交流耐壓試驗。試驗前必須按規程的變壓器電壓等級油靜置的一段時間才能進行試驗。且變壓器屬于大電容電氣設備，普通的工頻耐壓設備由于容量問題無法達到考核電壓等級，這時便需要使用諧振耐壓儀利用變頻試驗裝置的電感與被試品的電容串聯產生諧振電壓來進行交流耐壓試驗，達到考核電壓。

另外類似變壓器等有繞組的設備，即使通過了耐壓試驗，也往往不能檢出匝間等缺陷，還需結合其他試驗項目（局放、色譜、微水）結果綜合判斷。

2.5介質損耗角正切值的測量

介質損耗角正切值，即電容電損耗比例tgδ。變壓器尤其是大容量變壓器的繞組以及電容式高壓套管都屬于電容性設備。通過測量tgδ會隨緣的電流中的有功電流分量IRX增大的特性，可以反映如內部絕緣受潮，絕緣油或其他絕緣浸漬物的裂化變質，絕緣中有氣息發生放電等。

油浸式變壓器進行試驗時，套管因為出線及末屏均可接入，可使用正接法進行試驗，即出線端與末屏接入儀器。對變壓器繞組來說，測量H-L/E（L-H/E）時，另一側是直接接入地，所以要使用反接發進行試驗，將非被試端均應可靠接地，且此時測量的是繞組+套管的整體tgδ。試驗結果應與國標或企標試驗規程及往年的試驗數據進行對比，發現異常或明顯劣化趨勢時及時采取有效措施。

2.6局部放電試驗

局部放電是指發生在電極之間但未貫通電極的放電，設備內部存在比如在一些澆注、擠制或層繞絕緣內部容易出現氣隙或氣泡，在高電場作用下發生重復擊穿和熄滅的現象。對變壓器來說，繞組匝間、層間，套管內部以及絕緣油中的微弱氣泡氣隙在運行中都會產生局部放電，正常情況下不影響變壓器運行，但運行中這些氣泡或氣隙持續放電，能量的累計使變壓器絕緣的介電性能逐漸劣化并，缺陷逐步擴大，最終導致致絕緣擊穿、劇烈放電。

在變壓器器現場要按規程定時進行局部放電試驗，保證變壓器電氣性能的劣化程度在掌握中。使用脈沖電流法的并聯法測試，標準的局放測試儀將數值顯示，進行歷史數據對比。

結論

總而言之，變壓器對于電力系統的穩定性有著重要意義，因此為了保證能夠達到最終目的有關人員需要通過電氣試驗來確保變壓器能夠正常運行，實踐也證明在眾多故障預防的檢驗方式中，電氣試驗是最有效的檢測方式之一。實際工作中變壓器的預防性試驗還有包括短路阻抗測量、絕緣油微水耐壓及糠醛含量檢查、有載調壓裝置試驗、繞組變形試驗等。所以具體試驗項目需結合現場的需求進行。合理合規的使用預防性試驗作為變壓器檢查的工作，必然能為變壓器隱患排查及缺陷的處理提供有效的幫助及方向。

參考文獻：

[1]湯曉明.電氣試驗在變壓器故障分析中的應用研究[J].科技風，2018（31）：149.

[2]秦赫彬.電氣試驗在變壓器故障分析中的研究[J].智能城市，2016，2（11）：257.