500kV及以下电力变压器预防性试验研究

摘要：电力变压器的预防性试验包括直流电阻的测量、绝缘电阻和吸收比的测定、变压器变比的测定、介质损耗因数的确定、交流耐压试验、绝缘油试验以及油气体色谱分析和非纯瓷套管试验等。文章从试验目的、试验方法和注意事项三个方面对500kV及以下电力变压器预防性试验进行了研究。

关键词：电力变压器；预防性试验；直流电阻；绝缘电阻；吸收比测定 文献标识码：A

中图分类号：TM41 文章编号：1009-2374（2016）27-0128-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.060

现在是一个电气化时代，各行各业的发展都离不开电力的发展，所以保障电力的可靠性就是一个非常重要的问题。如果电力供应出现问题，那么很多行业都将会受到影响。电力变压器作为电力供应中一个非常重要的环节，具有不可替代的作用，所以电力变压器的维护和检修就显得非常重要。电力变压器的预防性试验是对电力变压器健康状况的一个评估依据，所以本文就从电力变压器预防性试验的各个具体试验详细阐述笔者对电力变压器预防性试验的研究。

1 直流电阻的测量

1.1 试验目的

1.1.1 检查变压器绕组有没有匝间短路。

1.1.2 检查变压器绕组的接头质量。

1.1.3 多股并饶的导线有没有断股的现象。

1.1.4 电压分接开关能不能良好的接触。

1.2 测量的方法

测量直流电阻所采用的方法一般是电桥法，所以我们这里采用的也是电桥法。电桥法就是利用吊桥平衡的原理来测量直流电阻的，需要特别说明的是这里采用的一般都是直流电桥。常用的电桥有双臂电桥、单臂电桥和双单臂电桥。另外，我们这里还需按照实际情况选用不同的电桥来测量。当被测量的电阻大于等于10Ω时，应该使用单臂电桥，当被测量的电阻小于10Ω时使用双臂电桥。在测量直流电阻的时候最好能测量每相的电阻阻值。还有一种情况，当中性点没有引出线的时候，这里的值是需要我们换算的。

1.3 一些常见的注意事项

1.3.1 为了充分考虑连接导线分压的问题，那么连接导线的电阻要选得足够小，转换成直观的处理办法就是要选电压线要足够短并且要尽量粗一点。

1.3.2 对电阻分压的考虑，要把接触电阻的阻值也要降到最低。直白地来讲就是要保证导线的连接要可靠，不能虚接触以为内虚接触的电阻是很大的，这样就很容易造成测量的不准确。

1.3.3 类似于物理中讲的测电阻的办法，这里也要根据电阻阻值的大小选择电流表内接还是外接的办法。经过分析，因为绕组的内阻还是比较小的，所以这里选择的是电流表外接的办法。

1.3.4 同一变压器中其他非测量绕组的端子和引线必须可靠绝缘，因为当测试电流被切断时，可能会有很大的过电压产生，这时为防止设备和人员受到伤害，杜绝人身伤害事故的发生。

2 吸收比和绝缘电阻的测定

2.1 试验目的

2.1.1 可以简单地判别变压器是不是好的，能不能正常地工作。

2.1.2 可以判断变压器的局部和整体有没有受潮，是不是绝缘良好。

2.1.3 可以检查绝缘表面是否有污染，有没有放电击穿过。

2.1.4 可以找出有没有引线接地等局部短路的问题存在。

2.2 测量方法

2.2.1 测量额定电压为500kV的电力变压器及500kV以下的电力变压器的时候，我们一般使用5000V或者2500V兆欧表。

2.2.2 这里需要注意的是，被测绕组各相引出端在连接到兆欧表之前和接地绕组接地之前需要做短路处理。这样做的目的是，可以达到测量各绕组间及各绕组对地的绝缘电阻与吸收比。

2.3 需要注意的事项

2.3.1 短路的问题，我们要在实验之前把电力变压器一侧的绕组短路，短路的引出线要和中性点引出的接电线可靠连接。

2.3.2 因为电阻是一个和温度有关的物理量，所以我们这里也要考虑温度的影响。我们采取的做法是，等退出运行的变压器冷却到油温以后再进行相应的测量。

2.3.3 在测量过程中，残余电荷也是一个不小的影响。为了保证测量的精确性，我们这里采取的办法是放电。一般需要把指定的绕组对地放电3分钟以上才认为是没有残余的电荷存在。另外，对地放电也是对人身安全的一个保证。

3 交流耐压试验

3.1 交流耐压试验的目的

3.1.1 电力变压器的交流耐压试验是预防性试验的主要项目，它可以整体地考核主绝缘的质量。

3.1.2 可以考察电力变压器在比较恶劣的环境下绝缘水平能否达标的问题。

3.2 交流耐压试验段的具体测量方法

交流耐压试验的接线需要根据被试品的要求和现场的试验设备来决定，并没有一个确定的、一成不变的接线方法。测试设备一般都是成套的。当然为了测试大型的变压器就应该用大容量的试验变压器，与之配套的设备包括相应的调压器以及相应的电源，这些都是需要配套使合的。现场操作的时候可能会非常不方便，那么在此情况下可以具体情况具体分析，可根据具体情况分别采用串联、并联谐振的方法来进行现场试验。并联、串联谐振可以通过调节相应的电感来实现，也可以通过调节系统的频率或电容的大小来实现。但是由于变压器是大电容设备，所以一般采用调节电感和调节频率来进行谐振补偿。此外，如果是500kV以上的电力变压器，我们一般进行感应耐压试验，对500kV及以下的电力变压器采用谐振耐压试验。

3.3 需要注意的事项

3.3.1 交流耐压试验一定要保证接线的准确无误，要不然可能会有危险发生。

3.3.2 油浸电力变压器的套管和入孔的所有能排气的出口都要打开，以免气体残余影响绝缘强度，导致危险发生。

3.3.3 对于三相电力变压器，三相不必分开进行测量。但是有一点是需要注意的，同侧的三相引出线一定要短路之后再进行试验，否则会损坏电力变压器。

3.3.4 在升高电压的过程中，我们一定要密切关注各项仪表数据和变压器状态，看是否有异常状态。有危险发生要及时地切断电源，最大程度地保护人员的安全和设备的安全。

3.3.5 交流耐压试验的时间根据有关规定定为1

分钟。

3.3.6 对于电压上升速度的问题，一定要合理把握。当电压达到额定电压的40%时，电压的上升速度不能超过3%。

3.3.7 当电力变压器所加的电压达到40%以后，尽量不要紧急切断电源。避免感应出高电压，发生危险。

3.3.8 被测试绕组的首尾端必须短接，非被测试绕组的绕组必须可靠地接地，以防止感应电伤人。

4 非纯瓷套管试验

4.1 实验目的

非纯瓷套管式是电力变压器的重要组成部分，对电网的安全运行也有着重要的意义。我们在这里进行电力变压器非纯瓷套管的试验，主要是测量介质损耗角正切值额电容量。因为这两个指标可以灵敏地反映出套管的劣化和局部的缺陷，是一项非常重要的指标。

4.2 具体的测量方法

4.2.1 摆放介损仪然后将仪器可靠接地，选择合适的位置将介损仪平稳放置，然后将仪器接地端可靠接地，这里需要注意预留高压引线的走向，仪器放置应安全、平稳，保证预留的高压引线的走向以及与被试设备连接的角度满足要求。位置的摆放一定要合理。

4.2.2 按照相应的规定接电线，这里需要分别测量高低压连通套管的正切值，测量电容套管的正切值。这里需要注意，当电容量和电容型套管末屏绝缘电阻小于1000兆欧时，需要测量末屏对地的正切值。

4.2.3 测量绕组连同套管的tanδ采用反接法，测量电容型套管的tanδ、电容量采用正接法。

4.3 注意事项

4.3.1 一定要确保接线的准确性，如果错误的接线，一定会造成测量的不准确，甚至不能测量。

4.3.2 高压测试线不要距离绕组过近，高压测试线距离接地部位也不能过近，否则会影响测量的准确性。

5 变比试验

5.1 实验的目的

电力变压器的变比测试试验是考查实际电力变压器设计参数的很重要试验项目，它的主要用途是用来验证三相绕组每个分接头的实际的电压比偏差是否都在产品标准或者技术协议要求的允许范围之内，绕组的每个分接头引线与分接头开关的连接是否都正确及检验绕组的绕向或线端的标识是否正确也是通过这个试验来判定的，还可以确认并联绕组的匝数是否相同，同时可验证三相绕组的联结组标号是否正确。

5.2 具体的试验方法

5.2.1 电力变压器的中性点不接仪器，不接大地。仪器的地线一定要接好，电源选择220V的交流电源。电力变压器的分接头选择在中间档位。

5.2.2 对标准变比的设置。这里对电力变压器的标准档位的设定指的是对电力变压器中间档位的设定。

5.3 需要注意的问题

5.3.1 电力变压器在进行变比试验的阶段的时候，一定要保证电力变压器的接线准确，否则可能会有危险发生。

5.3.2 对电力变压器的连接绕组一定要判断清楚。如果变压器连接组号还没有弄清楚，那么可能会造成变压器的测量不准确。电力变压器的绕组接法对电压的影响还是比较大的，线电压和相电压之间是有区别的，所以我们在这里一定要保证清楚电力变压器的联接组的问题。

5.3.3 测试的时候要让数据保持一段时间，防止短时间之内出现误差，造成测量的不准确。

6 介质损耗因数的测量

6.1 试验目的

我们之所以对电力变压器进行介质损耗因数的测量就是要看电力的变压器的绝缘是不是受潮，电力变压器的变压器油有没有劣化，是否影响使用。这里需要说明的是，电力变压器的绝缘损耗因数对于绝缘老化和轻微的缺陷的反应并没有那么灵敏，所以对于大容量的变压器，我们一般需要测量的是介质损耗角的正切值。

6.2 测量的具体做法

我们采用的办法是电压平衡式西林电桥和介质测量专用仪器。测量时因将非被测绕组短接接地，也可以将非被测绕组屏蔽进行分解试验，以查出局部缺陷。测量变压器介质损耗因数时，对于注油或未注油的且绕组额定电压为10kV以上的变压器，试验电压为10kV，绕组额定电压小于10kV的，试验电压不应大于额定电压。

6.3 需要注意的事项

6.3.1 对于介质损耗因数的测量，在试验过程中电压可以一次到位，也可以分段加压。各有各的好处，分段加压，可以保障有危险的时候及时停止，防止危险一下子达到最大。

6.3.2 电压的频率对于本试验有很大的影响，所以电源的频率误差不能太大，一般控制在5%。

7 结语

预防性试验是电力变压器运行和维护工作中的一个非常重要的环节，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。在变压器计划检修或故障诊断中，预防性试验结果依旧是不可缺少的诊断参量，所以对于电力变压器的预防性试验的研究具有非常积极的意义。

参考文献

[1] 单文培.电气设备试验及故障处理事例[M].北京： 中国水利水电出版社，2006.

[2] 陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M]. 北京：中国水利水电出版社，2009.

作者简介：周阑林（1985-），男，贵州六盘水人，云南华电金沙江中游水电开发有限公司助理工程师，研究方向：高压试验。

（责任编辑：秦逊玉）