变压器交流耐压试验异常分析及处理

杨赵武，柳小东

(中国水利水电第十四工程局有限公司 ，昆明 650001)



变压器交流耐压试验异常分析及处理

杨赵武，柳小东

(中国水利水电第十四工程局有限公司 ，昆明 650001)

本文从变压器交流耐压试验的实际案例入手对变压器交流耐压试验展开粗浅的分析，并进一步剖析了变压器异常原因的查找方法与处理办法，以期确保变压器能够始终处在最佳的工况下运行。

变压器；交流耐压试验；变压器异常原因；异常处理

通过交流耐压试验能够有效发现变压器制造材料存在的缺陷以及由于外在因素造成的绝缘缺陷，进而及时解决缺陷并确保变压器质量，提高供电可靠性。因此，在变压器投入使用前进行交流耐压试验十分必要。

1 变压器交流耐压试验

1.1 被测试变压器的基本参数

变压器型号:SFSZ10-240000/220；变压器额定电压:(220±8×1.25%)/117/37 kV；变压器联结组别:YNyn0d11。该变压器在出厂试验时，其高压侧中性点的对地交流耐压值为220 kV，中压侧中性点的对地交流耐压值为140 kV，低压绕组的对地交流耐压值为85 kV，且所有的耐压时间均为1 min。

1.2 试验原理及其试验仪器的基本参数

在现场试验过程中，因为传统的工频定频交流耐压试验无法满足实际试验需求，所以在现场试验过程中普遍采用变频谐波原理对电压电流进行补偿，从而大大降低现场施工对电源的实际需求以及试验设备的容量需求，在试验过程中具体接线方法如图1所示。根据电路原理可知，当串联谐振发生在试验回路时，试验回路之中所需要的电流容量极小，所以，可在试验过程中充分利用串联谐振来降低电流容量需求，使输出电压达到最小程度。

VF-变频电源及控制箱；T-励磁变压器；L-电抗器；LV-滤波器；C-分压器；Cx-被试品。图1 交流耐压试验接线图Fig.1 AC voltage test wiring diagram

本文主要以某供电企业的变压器交流耐压试验为例子，该供电企业采用变频串联谐振装置作为交流耐压试验过程中的试验设备，具体参数如下：220 kV单相交流电源作为试验电源；6块额定电压为37 kV的电抗器装置到变频串联装置之中，并将每一节电抗器的额定电容量均设置为40 kVA；整合变频装置和试验控制台且要将过流保护装置放在变频串联装置之中；使用型号为YDC-10KCA的励磁变压器在变压器交流耐压试验中。结合我国电力行业的相关规定可知，在对变压器进行交流耐压试验的过程中，试验时间1 min，频率为45 Hz～65 Hz，所得耐压值不能小于变压器出厂时耐压值的80%。各参数具体估算如表1所示。

1.3 变压器交流耐压试验经过分析

在进行变压器交流耐压试验之前，必须要对变压器进行放气操作，同时确保变压器的铁心、夹件、外壳接地等各项状态符合设置要求，方可进行变压器交流耐压试验。

表1 试验电流和频率估算值Tab.1 Estimated values of test current and frequency

对变压器的低压绕组进行交流耐压试验，若试验所得数据值与计算值相同，且试验前后的绝缘电阻大于4 000 MΩ，试验则算通过。对变压器中压绕组进行交流耐压试验，将电压逐步升至100 kV后逐渐归零，若此时的试验装置没有发生跳闸问题，也没有出现异常放电响声则再次进行试验。而将电压升高至10 kV以后将电压归零，可以发现110 kV侧绕组对地绝缘电阻仅为28 MΩ，而试验前的绝缘电阻值却大于4 000 MΩ。所以，为进一步判断变压器异常原因，找到故障发生的部位，则继续对高压绕组进行交流耐压试验。高压绕组交流耐压试验后期绝缘电阻值大于4 000 MΩ，所以，还要继续对中压绕组进行耐压试验。若此时的试验结果仍然与前一次的试验结果相同，则可以初步断定变压器的异常情况是发生在变压器的中压绕组上。

2 变压器异常原因查找及处理分析

当气体绝缘与油间隙绝缘发生击穿时，其自身往往具备一定的恢复性且击穿后的电压较为稳定不会出现明显的电压值下降问题，但若固体绝缘发生击穿，那么不仅其自身的绝缘性能不会恢复，还会完全丧失并出现明显的电压值降低问题。本文所试验的变压器中压绕组绝缘击穿恰恰符合固体绝缘击穿的基本特性，所以，在对变压器中压绕组绝缘击穿部位进行判别时，可侧重于固定绝缘部位的判断。为了能够更好地判别变压器发生异常的原因所在，对变压器进行交流耐压试验后还应额外增加试验项目。

通过对绝缘电阻的测量，可以清楚看到110 kV侧绕组的对地绝缘电阻仅为28 MΩ，对中压测套管末屏对中压绕组及外壳之间的绝缘电阻值进行测量可以发现，此时的电阻值与耐压前的试验值并没有明显差别，均大于1 000 MΩ。因此，可排除由套管主绝缘击穿这一原因。选择将变压器的所有绕组短路接地这种方式测量其铁心对地及夹件对地的绝缘电阻值，与耐压前的电阻值相比此时的电阻值仍没有明显的差别，均大于2 000 MΩ。所以，同样可以排除是因为变压器夹件支撑件绝缘不好而引发的中压绕组丧失绝缘的情况。在耐压试验以后还应该对直流泄露电流进行测量，可以看到当电压加至2 kV时，相对应的泄漏达到了238 μA，当电压加至6 kV时，相对应的泄漏则达到了1 024 μA，之后试验装置也自动跳闸。而如若将电压加到40 kV此时的泄漏电流则达到11 μA，可以断定变压器的固体绝缘被击穿。

一般情况下只有套管引出线层压板被击穿，才会导致中压绕组丧失绝缘。所以，变压器的固体绝缘击穿部位应该就是套管引出线层压板。此时，变压器的安装施工人员与厂家技术人员则可以采取打开变压器中压升高座套引线接线手孔的方法进行检查，发现套管引线层压板出现异常，就可以对击穿部位进行进一步的确认。更换全新的套管引出线层压板后，还应该重新进行绝缘试验，如若此时所得试验结果的显示电阻值与正常之间符合标准，那么就可以确定更换后的套管引出线层压板是正常的。此外，还要对变压器进行相关的抽真空、注油操作，并将变压器放置48 h以后，再进行优化试验、交流耐压试验，确保各项试验结果都能够满足实际需求，也就可以进一步表明该变压器并不存在任何异常，可以正常进入到投产使用阶段。

3 结语

通过本文的粗浅阐述，希望进一步加深同行们对交流耐压试验重要性的认识，从而让广大电气工作者在投入使用变压器前都能够做好相应的交流耐压试验，及时查处变压器存在的异常问题并予以解决，进而使变压器始终处于最佳的运行状态之下。

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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

杨赵武(1989-)，男，本科，助理工程师； 柳小东(1989-)，男，本科，助理工程师。

TM406

B

1674-8646(2017)04-0156-02