浅析预防性试验对消除电力变压器故障的有效性

张松波

[中图分类号]TM41

[文献标识码]A

[文章编号]1672-5158（2013）05-0341-01

变压器是常用的电力设备，在运行过程中，可根据变压器现场运行的实际情况，在下列三种情形下需对变压器进行故障诊断：

（1）运行中出现异常被迫停电进行检修和试验；

（2）正常停电状态下进行的交接、检修验收或预防性试验中一项或几项指标超过标准值；

（3）运行中出现其它异常造成事故停电，但变压器尚未解体（吊心或吊罩）；

当出现以上情况之一，需迅速进行有关试验。若存在故障，则需进一步明确故障原因或类型、大致部位、故障的严重程度以及能否带故障短期运行的判定依据。假如没有故障，则要分析出现试验结果异常或其它异常现象的原因。

1油中溶解气体分析

变压器油是矿物绝缘油，它由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成的混合物，分子中含CH3、CH2和CH化学基因，并经C-C键键合在一起。变压器潜伏性故障是通过气相色谱法定性、定量分析溶于变压器油中气体来实现的。在变压器运行过程中，假如存在热点（电流效应）和放电（电压效应）比如局部过热（铁芯、绕组、触点等）、局部电晕放电和电弧（匝层间短路、沿面放电、触点断开等）等故障条件，均会引起绝缘油和固体绝缘物的裂解，使某些C-H键和C-C键断裂，使低分子烃类和一氧化碳、二氧化碳等气体产生速率加快，随着故障发展分解出的气体产生的气泡在油中经对流、扩散不断溶解在油中，当产气量高于溶解量时，一部分气体进入气体继电器，可能引起瓦斯动作。所以故障气体的组成和含量与故障类型和严重性有密切关系，定期分析油中气体含量对于监测把握变压器运行状况是十分有效的。

2绝缘试验

2.1绕组直流电阻的测量：长期以来，绕组直流电阻测量一直被认为是考察变压器纵绝缘的主要手段之一，有时甚至是判定电流回路连接状况的唯一力珐。这是一项方便而有效的考察绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验，能反映绕组焊接质量、绕组匝间短路、绕组断股或引出线折断、分接开关及导线接头接触不良等故障，实际上它也是判定各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档是否正确的有效手段。

2.2测量介质损耗因数tg δ：它主要用来检查变压器整体受潮油质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部缺陷。介损测量常受表面泄露和外界条件（如干扰电场和大气条件的影响），因而要采取措施减少和消除影响。现场我们一般测量的是连同套管一起的tg δ，但为了提高测量的准确性和检出缺陷的灵敏度，有时也进行分解试验，以判别缺陷所在位置。

2.3绕组绝缘电阻的测量：绕组连同套管一起的绝缘电阻和吸收比或极化指数，对检查变压器整体的绝缘状况具有较高灵敏度，它能有效检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷，如各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路等。相对来讲，单纯依靠绝缘电阻绝对值大小对绕组绝缘作判定，其灵敏度、有效性较低。

2.4绝缘油试验：绝缘油广泛应用于变压器、油断路器、充油电缆、电力电容器和套管等到高压电气设备中，起绝缘、冷却、灭弧作用。在运行中绝缘油由于受到氧气、高湿度、高温、阳光、强电场和杂质作用，性能会逐渐变坏，致使它不能充分发挥绝缘作用，因此必须定期对绝缘油进行试验，如测量绝缘油的击穿电压、绝缘油介质损耗等，由于其分析结果有一定程度分散性，所以其有效性受到来源于取样、送检、化验全过程分散性的影啊。

2.5交流耐压试验：它是鉴定绝缘强度等有效的方法；非凡是对考核主绝缘的局部缺陷，如绕组主绝缘受潮、开裂或在运输过程中引起的绕组松动、引线距离不够以及绕组绝缘上附着污物等。交流耐压试验虽对发现绝缘缺陷有效，但受试验条件限制，要进行35kV及8000kVA以上变压器耐压试验，由于电容电流较大，要求高电压试验变压器的额定电流须在100mA以上，目前这样的高电压试验变压器及调压器尚不够普遍。假如能创造条件对高电压、大容量电力变压器进行交流耐压试验，对保证变压器安全运行有很大意义。

3线圈变形检测

近年来，通过对发生故障或事故的变压器进行检查和事故分析，发现绕组变形是许多故障或事故的直接原因，一旦绕组变形而未被诊断继续投入运行则极可能导致事故，严重时烧毁线圈。造成变压器绕组变形的主要原因有：

（1）在运输或安装中受到意外冲撞、颠簸和振动等；

（2）短路故障电流冲击，电动力使绕组轻易破坏或变形；

（3）保护系统有死区，动作失灵，导致变压器承受稳定短路电流作用时间长，造成绕组变形。据有关资料统计，在遭受外部短路时，因不能及时跳闸而发生损坏的变压器约占短路损坏事故的30%；

（4）绕组承受短路能力不够，有资料表明，近5年来对全国110kV及以上电压等级电力变压器事故统计表明这已经成为电力变压器事故的首要原因。变压器出口短路，主要是厂家在制造工艺用材上存在缺陷与不足，承受短路能力有限，致使绕组绝缘薄弱处烧毁熔断。

绕组变形后带来危害主要有绝缘距离发处变化：或固体绝缘多到损伤导致局部放电发生；绕组机械性能下降；产生累积效应等。

4局部放电测量

变压器故障的原因之一是介质击穿，其原因主要是局部放电，它导致绝缘恶化乃至击穿。随着变压器故障诊断技术的发展，人们逐步熟悉到局部放电是变压器诸多故障和事故的根源因而局部放电的测试越来越受到重视，近年来我国110kV以上电力变压器事故中有50%属正常运行电压下发生匝间短路等原因，也是局部放电所致，因此我们单位已把局部放电测量作为220kV变压器安装和大修的必试项目之一，这对于变压器状态监测和故障诊断将十分有效。

5结束语

（1）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；

（2）每个预防性试验项目不能孤立的去看待，应将几个项目试验结果有机结合起来综合分析，这将有效提高判定的准确性；

（3）油中溶解气体分析（DGA法）和局部放电测量（PD法）是重要的诊断方法，随着这些方法的不断完善和发展以及在线监测技术的广泛运用，对于提高供电可靠性，更及时准确了解设备状态和对变压器故障分析和判定将十分有效。

参考文献

[1]《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-1996）

[2]《变压器油中溶解气体分析和判定导则》（DL/T 722-2000）

[3]《电力设备预防性试验方法》陈化钢编著

[4]《电力用油》何志编著