500kV油浸式电力变压器试验探究

国家电投集团贵州金元股份有限公司 马 强

现在是电气化的时代，各行各业的发展离不开电力的发展，因此保证供电的可靠性是非常重要的问题。如果电力供应出现问题，许多行业都会受到影响。电力变压器作为电力系统的重要组成部分，起着不可替代的作用，因此对电力变压器的维护和维修十分重要，而电力变压器的试验是对电力变压器健康状况的一个评估依据。

1 相关测量

1.1 绕组直流电阻的测量

测量变压器绕组直流电阻所使用的方式通常是电桥法，虽然电桥法是使用电桥平衡的原理来测定直流电阻的，但这里使用的通常都是直流电桥。常见的电桥类型包括双臂电桥、单臂电桥和高阻电桥。此外，还需根据实际工况而选择不同的电桥类型来检测。当被电阻≥10Ω时就必须采用单臂电桥，否则使用双臂电桥。测量直流电阻时最好测量每相的电阻值，在特殊情况下，当中性点没有引出线时，可计算线电阻而非相电阻来测定其直阻是否平衡，设备是否可以继续投运。

在具体考察绕组绝缘和各个绕组电流回路绝缘状况问题方面，可采用串行绕组直流稳压电阻进行测量，以对绕组导线焊接组件、绕组导线断面接股、绕道重组分段焊接整流开关、绕组导线匝间以及绕组绝缘导线接触不良等各个组件故障情况进行有效反馈，从而对各组件的绕组直流稳压电阻的工作平衡性、调压整流开关的工作正确性等问题进行有效判断。在具体考察变压器绕组绝缘状况方面，绕组直流稳压电阻测量被公认是最为有效的测试手段之一，有时甚至被认为是有效判断绕组电流控制回路绝缘连接好坏情况的唯一方法。

又比如对500kV的电力变压器绝缘进行直流稳压电阻测量试验，发现不平衡率达到2.1%，比部颁标准的1%多出一倍多.经过分析，色谱无过热故障，同时除了每年预试数据显示的电阻不平衡外，没有项目有异常。通过分析换算，猜测C相电阻值相对较大，判断其有断股问题。经过检查，验证此猜测，从而有效预防了事故的再度扩大。通过以上实例表明，在对回路缺陷发现方面，电力变压器直流电阻测量起到重要作用。

注意事项：为充分考虑连接导线分压的问题，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导线要足够短并且要尽量粗一点；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，导线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；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测量方法。

1.2 绕组绝缘电阻的测量

对于各种类型专用变压器的整体绕组部件的绝缘性能评估只能通过试验测试来判断，采用此方法可检测绝缘部件连接部分是否受潮、是否存在贯穿性部件缺陷，以及各绝缘连接部件中的绝缘材料表面是否存在故障。由于贯穿性绝缘部件缺陷主要表现为整体陶瓷件绝缘外壳破裂、贯穿性绝缘部件电阻短路、器身内外绝缘部件间存在铜线搭桥等物理因素。从而导致贯通性绝缘部件电阻短路等。一般而言，单纯通过测量绕组整体绝缘试验绝对值以及其电阻大小值计算整体绕组部件绝缘电阻，其试验灵敏度和有效性都相对较低，无法对被试设备整体进行有效判断。

注意事项：对于试验前准备，应在试验前将电力变压器一侧绕组短路，短路出线应与中性点接地线可靠连接；由于电阻是一个与温度有关的物理量，所以也应考虑温度对这里的影响。方法是等待变压器停止运行后充分冷却，然后再进行相应的测量；在测量过程中，剩余电荷也是一个很大的影响因素。为保证测量的准确性，采用的方法是放电。在认为没有剩余电荷之前，通常需要将指定绕组放电超过3分钟，此外接地放电也是人身安全的保证。

1.3 泄漏电流测量

泄漏电流测量的工作原理和绝缘线路电阻电流测量的原理类似，其用于检测线路缺陷的基本性质也大体相同。然而进行泄漏电流测量时一般使用的是高压电源整流供电设备为其提供直流电源，并且直接通过微安表来对实际泄漏电流值进行读取。因此，相对于绝缘线路电阻电流测量，变压器泄漏电流流量测定主要具有以下独特性的特点：

采用的绝缘试验电压较高，且电压可以进行随意性的调节；泄漏电流测定通过微安表来实时进行电流检测，具有较高的测量灵敏度，并且电流测量的过程简单；泄漏电流测量所得出的电阻值同时可以实时进行对比换算，但兆欧表却不行；可以用i=f(u)或i=f(t)的线性关系曲线图来测量它的吸收比来判断绝缘体的缺陷。一般情况下，关于泄漏电流的测量标准没有具体规定，但和历年的数据比较不存在明显变化。

2 相关试验

2.1 交流耐压试验

此试验属于破坏性绝缘试验之一，可对电气设备的绝缘性能缺陷问题进行检查诊断，故是鉴定电气设备的绝缘性能强度最严格、最有效和最直接的方法，它对判断电气设备绝缘能否能够继续安全投入正常运行使用，具有决定性的技术指导作用，同时也是保证电气设备的绝缘性能强度一定水平，并避免发生电气设备绝缘性能缺陷安全事故的重要检测手段。通常在样品进行绝缘测试前需对未经测试过的样品首先进行绝缘电阻、吸收比，以及泄漏电流等试验项目的相关条件测试，若所有试验各项指标结果为合格。则测试样品即可开展交流绝缘耐压测试，否则须立即样品进行及时处理，等所有试验指标都完全测试合格后再重新交流耐压试验，以防产生绝缘破坏。

注意事项如下：

对交流耐压试验必须要确保接地的准确可靠，要不然很可能会有问题出现；对油浸电力变压器的套管和入孔的所有能排气的出口都必须要保持处在完全开放状态，以免气体残余影响绝缘强度，从而导致危险的情况发生；对三相电力变压器不必分相进行耐压测试。不过还有一条规定是必须注意的，同侧的三相引出线端必须在短接以后再进行测试，不然会损伤供电变压器；在提高电压的过程中，须严密注意各种仪器数据和变压器状况，看是不是出现了异常状况。有危险情况发生就要及时地断开供电，以最大限度地保障人的安全和设施的安全。

交流耐压试验的持续时间按照国家有关规定为1分钟；关于电压上升快慢的问题，必须要正确掌握。当电压未超过试验所需电压的40%时，电压的增加速率不得大于3%；当电力变压器上所加的电压超过40%后，尽可能地不要急停设备、切断电源。以防止感应出大电压，从而引起危险情况；被测量绕组的首尾端要短接，非被测量绕组的绕组也要正确的连接，以避免感应电伤人。

2.2 变比试验

电力变压器的变比测试试验[1]，是测量实际电力变压器设计参数的重要测试项目，主要用途是为检验三相绕组各个部分接点间的实际的电流误差，是否都在生产规范和技术合同规定的允许范围以内，绕组的各个部分连接引线与各连接开关间的连接准确性，以及绕向和接线端的标识的准确性等，都可采用此方式，另外还可确定并联绕组的线圈匝数，同时也可验证三相绕组的联结组标号的准确性。具体的试验方法为：电力变压器的分接头选择中间挡位；对标准档位的设置。这里对电力变压器的标准挡位的设定指的是对电力变压器中间挡位的设定。

注意事项：电力变压器在进行变比试验的阶段时，一定要保证电力变压器的接线准确，否则可能会有危险；对电力变压器的连接绕组一定要判断清楚。如变压器连接组号还没弄清楚，那么可能会造成变压器的测量不准确；测试参数已达到试验设定参数时要保持一段时间再进行数据记录，防止由于时间较短出现误差，造成测量的不准确。

2.3 介质损耗因数试验

之所以对电力变压器进行介质损耗因数（介损）试验，是要看电力变压器的绝缘是不是受潮，以及电力变压器的绝缘油有无劣化、有没有影响正常使用。须说明的是，虽然电力变压器的介质损耗因数对绝缘老化和微小的结构缺陷的反映并不是十分敏感，于是对大容量的变压器，通常要求测定的是变压器绕组连同套管介质损耗角的正切值。本文采用的办法是电压平衡式西林电桥和介损测量专用仪器。测量介质损耗因数时，对于额定电压为10kV以上的变压器测试电压为10kV，额定电压为10kV以下的变压器的测试电压不应超过额定电压。同时根据现场被试变压器的实际接线情况，判断接线测试方式使用正接法或反接法。

注意事项：对于介质损耗因数的测量，电压可一次到位、也可在试验期间分段加压。两种方法各有所长。分段加压可确保在有危险时及时停止，防止危险发生，避免事故扩大。试验电源的自身频率对测试结果有很大影响，若频率偏差过大会导致测量数据失真，故一般控制在50±5%赫兹。

3 结语

作为电力系统的重要组成部分，电力变压器对原始电压升降的有效处理和保证用户安全用电方面起着重要作用。电力系统的各种故障都可能对电力变压器的相关性能产生不良影响，因此需电力部门采取一些必要的措施来对故障进行预防和处理。通过对500kV油浸式电力变压器绕组直流电阻的测量、绕组绝缘电阻的试验、泄漏电流试验、交流耐压试验、变比测试、介质损耗因数试验进行了实验研究，评估了解500kV油浸式电力变压器的运行健康情况，对于电力变压器的应用具有非常积极的意义。