試論電力變壓器高壓試驗中的關鍵點

葉吝雄

(廣東先達電業股份有限公司，廣東 梅州 514011)

1 引言

隨著電力系統不斷加速發展，我國電力建設得到了本質上的提升，開始形成大容量、高技術的電力體系。上述體系在運行的過程中受不同因素的影響非常容易出現變壓器強度降低或老化現象，導致系統安全受到嚴重威脅。如何把握好電力系統變壓器運行狀況，對其故障進行預警、分析和對應處理已經成為人們關注的焦點。

2 電力變壓器高壓試驗的關鍵點

2.1 基礎條件

高壓試驗對環境要求較高，需要從溫度濕度、絕緣條件、電壓參數等出發實現全面控制，以降低上述因素對試驗結果的影響，提升其可靠性和準確性。尤其是在電力變壓器高壓試驗中，更需形成嚴格試驗條件標準，見表1。

表1 電力變壓器高壓試驗指標

2.2 試驗關鍵點

變壓器高壓試驗主要包括絕緣試驗和特性試驗兩大部分。絕緣試驗主要是觀察變壓器的絕緣狀況，對變壓器的安全系數進行分析，而特性試驗主要是分析變壓器的高壓特性，觀察變壓器在高壓狀況下的參數性質，需根據不同試驗要求開展對應操作:

2.2.1 試驗檢驗

要針對電力變壓器運行情況進行風險因素預測和風險評估，在風險系數基礎上做好絕緣指標和特性指標的把握，形成本次試驗的關鍵點，有效查找電力變壓器安全隱患；要按照絕緣試驗和特性試驗需求逐步檢查電力變壓器裝置性能，確定試驗操作方案、安全防護裝置等是否滿足高壓試驗要求；要對試驗工況再次現場確認，一旦出現環境問題應及時停止高壓試驗。

2.2.2 高壓試驗操作要點

電力變壓器高壓試驗的過程中應逐步按照設計規范接線，確定無誤后方可按照操作要求將調壓器調整到“零”位，然后接通電源，直至綠色指示燈亮后按下啟動按鈕。此時，操作人員順時針調節調壓器手柄，緩慢升壓，逐步完成各項試驗操作內容。

絕緣試驗中先測量絕緣電阻值，通過高壓試驗裝置可以直接讀取。與此同時，還需要利用數顯泄露電流測試儀測量高壓試驗中電力變壓器的泄露電流，分析在額定工作電壓下其是否存在質量缺陷。如高低壓狀態下的泄露電流存在明顯差異，則電力變壓器性存在質量缺陷，應進行拆檢處理。除此之外，還可以通過局部放電試驗檢驗變壓器零部件絕緣效果，測試時直接將工頻電壓將低到局部放電試驗電壓，持續10min左右，測量局部放電情況或直接將過電壓降低到局部放電試驗電壓，持續1h左右，測量局部放電情況。

特性試驗中則可以先通過雙電壓表測定工況運行環境下變壓器變比，分析接線組別及變電壓情況；可以進一步進行交流耐壓試驗，在前期絕緣試驗參數基礎上計算電力變壓器的集中性能缺陷，并配合介質損耗觀察高壓試驗中變壓器性能參數，確定其主絕緣變化趨勢。

2.2.3 高壓試驗結果分析

將采集到的試驗數據進行統計學處理和分析，利用歷史數據和現階段運行數據，快速分析電力變壓器是否存在質量缺陷。并針對具體問題開展有效處理，防患于未然。若高壓試驗結果顯示電力變壓器存在質量問題，仍由試驗人員對電力變壓器進行進一步拆檢，通過實地測量和檢修結果核實上述質量問題是否存在，并及時處理，從根本上提升電力變壓器使用的安全性、可靠性和有效性。

3 電力變壓器高壓試驗應用與分析

3.1 案例分析

某地區配電網改造過程中需新增1臺110kV變壓器，其型號為 SZ11-63000/110，額定電壓為110±8×1.25%/10.5kV，額定電流為 330.7/3464.1A，聯結方式為星形-三角形聯結，高壓線路端子絕緣水平為LI/AC480/200kV，高壓中性端子絕緣水平為LI/AC325/140kV，低壓線路端子絕緣水平為LI/AC75/35kV。

為保證變壓器改造項目的安全性、可靠性和有效性，安裝前人員按照電力變壓器檢驗要求對其零部件情況進行檢查和性能測試，顯示裝置正常，滿足高壓試驗條件。按照GB1094.1標準作為試驗準則開始SZ11-63000/110變壓器高壓試驗，按照該變壓器的運行環境，本次操作過程中高壓試驗電壓需持續升壓到480/200kV，主要測定絕緣電阻值、泄露電流值、局部放電情況等。其操作見圖1。

圖1 電力變壓器高壓試驗操作流程

測量出的電力變壓器故障按照現場拆檢要求對電力變壓器進行分拆，確定質量缺陷情況，查找對應原因并酌情處理。

3.2 試驗結果

按照電力變壓器高壓試驗操作要點完成各項性能測試后，測試結果顯示:電力變壓器A相絕緣電阻值異常，持續加壓后A相擊穿，出現放電聲，其余相正常。試驗過程中對各項數據進行分析發現變壓器沖擊試驗與感應試驗結果正常，試驗色譜數據存在一定差異，變壓器內部油樣發生明顯轉變，這主要是由于A相擊穿導致。在進行后續試驗的過程中需要依照變壓器色譜變化狀況實施對應檢查，從而 提升故障分析的準確性和有效性，具體結果見表2。

表2 SZ11-63000/110變壓器高壓試驗前后色譜變化(μL/L)

試驗結果顯示，試驗變壓器A相絕緣不達標，容易造成變壓器安全事故。

到場檢查后發現:A相引線靠壓板孔根部存在明顯絕緣放電痕跡且響應墊塊也存在明顯絕緣放電痕跡，而A相套管下部其他部分沒有明顯擊穿痕跡。現場拆檢后發現:變壓器吊芯解體后內部與A相線圈出頭線連接的絕緣層明顯炭化變黑，與此同時，該部分存在明顯絕緣放電痕跡。檢查炭化絕緣層處理后露出的內部線圈，其他區域未出現明顯異常。

SZ11-63000/110變壓器絕緣結構設計過程中高高壓繞組內屏線匝絕緣厚度達到1.6mm，組合導線匝絕緣厚度達到1.45mm，線圈出頭從根部起每邊包絕緣厚度為15mm，并每邊加包副絕緣厚度為2mm。系統線圈設計過程中線圈出頭對壓釘間油隙距離為122mm，線圈端部對壓釘爬電距離為258mm。設計參數顯示該變壓器高壓繞組U=121kV。在高壓狀態下(本次試驗高壓條件為480/200kV)很容易出現由場內介質不均勻造成的A相絕緣擊穿，致使變壓器故障停運。

高壓試驗結果與拆檢分析結果一致，本次高壓試驗有效檢測出SZ11-63000/110變壓器內部絕緣設計缺陷，降低了電力變壓器投入運行后的安全風險，具有較高的實用價值和經濟價值。

4 總結

高壓試驗可以為變壓器運行提供準確的數據，確保變壓器在正常范圍內運行，從本質上提升變壓器的安全性、可靠性和有效性，最大限度降低了相關因素對變壓器造成的影響。在實施變壓器高壓試驗的過程中人員要對故障問題進行全面分析，結合問題內容及實踐經驗為變壓器運行提供一定的幫助，從而保證變壓器能夠正常運行。要對故障因素進行實時控制，對故障因素進行預防，從而降低變壓器運行風險，提升變壓器運行效益。